Navegação de veículos diferenciais baseada em campos potenciais artificiais

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de navegação, aplicado para veículos que possuem locomoção diferencial, através do planejamento de trajetórias e controle cinemático do veículo, visando o desvio de obstáculos previamente detectados. Para o planejamento, é utilizada uma abordagem modificada do método baseado em campos potenciais artificiais, conhecido também como método APF (Artificial Potential Fields). Essa nova abordagem consiste em uma forma de superar o problema dos mínimos locais, inerente ao método APF, de modo a planejar trajetórias que evitem os obstáculos e que atinjam o ponto final desejado, caso haja alguma trajetória factível. Referente ao controle cinemático, são estudas estraté gias através de controladores NTI (Nonlinear Time-Invariant control ) e DFL(Dynamic Feedback Linearization), de forma a manter o veículo dentro de um caminho previamente planejado, visando atingir o ponto final desejado e desviar dos obstáculos detectados dispostos no ambiente. Usa-se o robô diferencial Lego EV3 como base de testes para aplicação do sistema de navegação desenvolvido, em que são realizadas simulações e experimentos em laboratório.