Navegação de robôs utilizando curvas implícitas

Abstract

Em diversas aplicações robóticas que incluem monitoramento, mapeamento e vigilância, robôs devem seguir caminhos fechados que podem ter formas diversas, determinadas pela aplicação. Neste artigo é proposta uma metodologia para navegação de robôs em tarefas como estas, onde o caminho do robô pode ser definido como a intercessão de cur-vas de nível de determinadas funções. Além do caminho, a lei de controle do robô também é definida por meio de um campo vetorial criado a partir destas funções. A principal contribuição deste artigo é a construção de campos vetoriais em espaços n-dimensionais. Prova-se que um robô holonômico controlado por este campo converge e circula a curva especificada. O artigo mostra ainda que o campo resultante é contínuo e pode ser modificado para manter o módulo da velocidade do robô constante, característica importante para controle de alguns robôs aéreos, como é o caso de aviões não-tripulados. Finalmente, é mostrada uma técnica numérica, baseada na soma ponderada de funções de base radial, para criação das funções que determinam o caminho a ser seguido pelo robô. Simulações realizadas com um robô móvel não-holonômico sujeito a erros de localização ilustram o potencial da técnica para a navegação de diversos tipos de robôs.