RobotFormations – Navegação de Robôs Móveis em Formação

Abstract

Ao longo dos últimos anos o estudo de metodologia para o controlo de formação tem vindo a ser alvo de grande atenção por parte de muitas equipas de investigação. Este interesse advém da vasta aplicabilidade que a navegação de um grupo de robôs em formação tem. Após se realizar um estudo sobre as diferentes metodologias existentes na literatura, optou-se pela escolha de uma estratégia baseada em comportamentos, utilizando dinâmicas de atração.Este tipo de dinâmicas, dividem-se em dinâmicas de atração e de repulsão, onde uma dinâmica de atração pode ser dada pela posição objetivo a ser tomada pelo robô e a dinâmica de repulsão pode ser originada pelos obstáculos que rodeiam o robô. A dinâmica de repulsão é determinada com recurso a leituras provenientes de um Medidor de Distância a Laser, onde cada leitura gera uma contribuição para a dinâmica de repulsão. Faz-se uso de um sistema de localização relativa que tem como base o uso de uma câmara monocular instalada em cada robô, possibilitando a deteção, distinção e estimação da posição de marcadores visuais colocados nas plataformas robóticas. Com a capacidade de estimar a posição de marcadores, torna-se possível atribuir a cada robô seguidor uma dinâmica de atração com a finalidade de seguir uma outra plataforma, mantendo uma distância e orientação fixas. Torna-se possível desta forma a navegação de robôs móveis em formação em ambientes obstruídos, desconhecidos, e sem existência de arquitetura de rede sem fios, com o uso da aplicação distribuída implementada. Palavras-chave: Controlo de Formação, Dinâmicas de Atração, Constrangimentos Sensoriais, Desvio de Obstáculos, Localização Relativa, Aplicação Distribuída.

Since a few years the study on methodology for the formation control has been a huge target of attention by many investigation teams. This interest appears from the vasts ways that the navigation of a robots group in formation has. After realizing a study on different methodologies that exist in literature, was chosen a behaviour-based strategy using attractor dynamics. This kind of dynamics can be divided into dynamics of attraction and repulsion, the first one is given by the objective position being taken by the robot and the second one is lead by obstacles that surround the robot. The dynamic of repulsion is determined by the reading of a Laser Range Finder, where each reading creates a contribute for the dynamic.It's used a relative location system based on a monocular camera installed in each robot that allows the detection, distinction and estimation of the position of visual markers placed on robotic platforms. With the ability to estimate the markers position, becomes possible to attribute to each follower robot a dynamic of attraction with the capacity of following another platform by keeping a distance and fixed orientation. Thus it's possible the navigation of mobile robots in formation on obstructed, unknown or without wireless network architecture environments, with the implementation of the distributed application. Keywords: Formation Control, Attractor Dynamics, Sensor Constraints, Obstacle Avoidance, Relative Localization, Distributed Application.