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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2015.tde-04082015-113151
Document
Author
Full name
Felipe Taha Sant'Ana
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2015
Supervisor
Committee
Grassi Junior, Valdir (President)
Terra, Marco Henrique
Wolf, Denis Fernando
Title in Portuguese
Estimação de probabilidade de colisão com obstáculos móveis para navegação autônoma
Keywords in Portuguese
Ambientes dinâmicos
Navegação autônoma
Obstáculos móveis
Planejamento de trajetória
Probabilidade de colisão
Robôs móveis
Abstract in Portuguese
Na área de robótica móvel autônoma é importante que o robô siga uma trajetória livre de obstáculos. Estes podem ser desde obstáculos estáticos, como paredes e cadeiras em um ambiente interno, ou mesmo obstáculos móveis, como pessoas caminhando na calçada e carros passando pela rua, quando consideramos ambientes externos. No caso de um ambiente estático, o problema pode ser resolvido planejando uma trajetória livre de colisões, sendo que não é necessário um replanejamento se todos os obstáculos estáticos foram considerados. Para ambientes onde os obstáculos estão em constante movimento, é necessário um constante replanejamento da trajetória para que se evite colisões. Alternativamente, pode ser verificada a possibilidade de se manter na rota planejada, alterando apenas a velocidade de cruzeiro do robô para que este desvie dos obstáculos móveis. Este trabalho propõe uma metodologia para calcular uma velocidade de cruzeiro para o robô de forma a minimizar a probabilidade de colisão com os obstáculos detectados pelos seus sensores. A escolha da variação de velocidade para o robô considera a sua velocidade atual, e as velocidades estimadas para os obstáculos. A metodologia para resolução deste problema é apresentada considerando incertezas na posição do robô e obstáculos. São apresentados resultados de simulação que exemplificam a aplicação da metodologia.
Title in English
Mobile obstacle collision probability estimation for autonomous navigation
Keywords in English
Autonomous navigation
Collision probability
Dynamic environments
Mobile robots
Path planning
Velocity obstacles
Abstract in English
Following a free path is an important issue in the area of autonomous mobile robotics. The obstacles can be anything from walls and chairs in an indoor environment, or they can also be people walking on the sidewalk and cars moving through the street. In the case of a static environment, the problem can be solved by planning a path free from collisions, thus it is not essential another path planning as all static obstacles were considered. For an environment were the obstacles are constantly moving, it is necessary an unceasing path replanning to avoid possible collisions. Alternatively, keeping the robot on the previously calculated path can be verified modifying the robot's traffic velocity to avoid moving obstacles. Our proposal is to calculate a velocity for the robot which minimizes its collision probability with moving obstacles detected by its sensors. Varying the robot's velocity takes into account its current velocity and the estimated velocities of obstacles. The methodology for solving this problem is presented regarding uncertainties in robots and obstacles' positions. Results from simulations that exemplifies an application for the methodology are presented.
 
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Felipe.pdf (2.57 Mbytes)
Publishing Date
2015-08-07
 
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