Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Giordano Bruno Santos
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/12573
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.25
Resumo: Considering path planning problem for autonomous robots, the objective is to find a list of steps to be applied to obtain a path between the initial point and the goal. This work aims the investigation and implementation of cellular automata (CA) based models to path-planning. In an initial phase, a comparative study was conducted among the cellular automata-based methods to path-planning published in the literature. Subsequently, two published works were chosen to be implemented in simulation environments to verify the actual applicability of the proposed methods. The first model starts from an image captured from the environment and it applies a CA to perform the calculation of distances between free cells and the goal. The second model uses robot sensors to identify its neighborhood and it applies CA transition rules to determine the next movements. Some limitations which prevented the robots obtain good results in simulation were identified and improvements to the original models were applied. At the end, both new models exhibited better behaviors than their precursors in several scenarios. Aiming to validate our results, two simulation environments were employed (V-REP and Webots) and some experiments with e-puck robots were performed.
id UFU_ecc85355ab185f38308655488e6f5a14
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/12573
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomosAutômatos celularesRobótica autônomaPlanejamento de caminhosRobôsRobóticaComputaçãoCellular automataAutonomous roboticsPath-planningCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOConsidering path planning problem for autonomous robots, the objective is to find a list of steps to be applied to obtain a path between the initial point and the goal. This work aims the investigation and implementation of cellular automata (CA) based models to path-planning. In an initial phase, a comparative study was conducted among the cellular automata-based methods to path-planning published in the literature. Subsequently, two published works were chosen to be implemented in simulation environments to verify the actual applicability of the proposed methods. The first model starts from an image captured from the environment and it applies a CA to perform the calculation of distances between free cells and the goal. The second model uses robot sensors to identify its neighborhood and it applies CA transition rules to determine the next movements. Some limitations which prevented the robots obtain good results in simulation were identified and improvements to the original models were applied. At the end, both new models exhibited better behaviors than their precursors in several scenarios. Aiming to validate our results, two simulation environments were employed (V-REP and Webots) and some experiments with e-puck robots were performed.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoMestre em Ciência da ComputaçãoNo problema do planejamento de caminhos para robôs autônomos, o objetivo é encontrar uma lista de passos a serem aplicados para se obter um caminho entre o ponto inicial e a meta. Este trabalho visa a investigação e implementação de modelos baseados em autômatos celulares (ACs) para o planejamento de caminhos. Em uma fase inicial, foi realizado um estudo comparativo entre os métodos de planejamento de caminhos baseados em autômatos celulares publicados na literatura. Posteriormente, foram escolhidos dois trabalhos publicados que foram implementados em ambientes de simulação para se verificar a real aplicabilidade dos métodos propostos. O primeiro modelo parte de uma imagem capturada do ambiente de navegação e utiliza um AC para fazer o cálculo das distâncias entre as células livres e a meta. O segundo modelo utiliza os sensores do robô para identificar sua vizinhança a cada instante e utiliza regras de transição de ACs para determinar os próximos movimentos. Algumas limitações que impossibilitaram que os robôs obtivessem bons resultados em simulação foram identificadas e melhorias foram aplicadas aos modelos originais. Ao final, os dois novos modelos propostos exibiram um melhor desempenho do que seus precursores em diversos cenários. Para validar nossos resultados, dois ambientes de simulação foram empregados (V-REP e Webots), além da execução de alguns experimentos com robôs e-puck.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Ciência da ComputaçãoCiências Exatas e da TerraUFUOliveira, Gina Maira Barbosa dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784553Y0Lopes, Carlos Robertohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788535Z4Vargas, Patrícia Amânciohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760880J5Ferreira, Giordano Bruno Santos2016-06-22T18:32:31Z2015-01-202016-06-22T18:32:31Z2014-02-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfFERREIRA, Giordano Bruno Santos. Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos. 2014. 157 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.25https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/12573https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.25porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-07-27T18:38:56Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/12573Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-07-27T18:38:56Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
title Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
spellingShingle Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
Ferreira, Giordano Bruno Santos
Autômatos celulares
Robótica autônoma
Planejamento de caminhos
Robôs
Robótica
Computação
Cellular automata
Autonomous robotics
Path-planning
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
title_short Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
title_full Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
title_fullStr Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
title_full_unstemmed Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
title_sort Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos
author Ferreira, Giordano Bruno Santos
author_facet Ferreira, Giordano Bruno Santos
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Oliveira, Gina Maira Barbosa de
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784553Y0
Lopes, Carlos Roberto
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788535Z4
Vargas, Patrícia Amâncio
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760880J5
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Giordano Bruno Santos
dc.subject.por.fl_str_mv Autômatos celulares
Robótica autônoma
Planejamento de caminhos
Robôs
Robótica
Computação
Cellular automata
Autonomous robotics
Path-planning
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
topic Autômatos celulares
Robótica autônoma
Planejamento de caminhos
Robôs
Robótica
Computação
Cellular automata
Autonomous robotics
Path-planning
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
description Considering path planning problem for autonomous robots, the objective is to find a list of steps to be applied to obtain a path between the initial point and the goal. This work aims the investigation and implementation of cellular automata (CA) based models to path-planning. In an initial phase, a comparative study was conducted among the cellular automata-based methods to path-planning published in the literature. Subsequently, two published works were chosen to be implemented in simulation environments to verify the actual applicability of the proposed methods. The first model starts from an image captured from the environment and it applies a CA to perform the calculation of distances between free cells and the goal. The second model uses robot sensors to identify its neighborhood and it applies CA transition rules to determine the next movements. Some limitations which prevented the robots obtain good results in simulation were identified and improvements to the original models were applied. At the end, both new models exhibited better behaviors than their precursors in several scenarios. Aiming to validate our results, two simulation environments were employed (V-REP and Webots) and some experiments with e-puck robots were performed.
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014-02-07
2015-01-20
2016-06-22T18:32:31Z
2016-06-22T18:32:31Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FERREIRA, Giordano Bruno Santos. Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos. 2014. 157 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.25
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/12573
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.25
identifier_str_mv FERREIRA, Giordano Bruno Santos. Modelos baseados em autômatos celulares para o planejamento de caminhos em robôs autônomos. 2014. 157 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.25
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/12573
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.25
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
Ciências Exatas e da Terra
UFU
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
Ciências Exatas e da Terra
UFU
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711356494348288