Estrategia de navegación autónoma para un enjambre de robots utilizando comunicación local

Autor: Mariela Castiblanco Ortiz, Diego Mauricio Acero Soto, Fredy Hernán Martínez Sarmiento
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Tecnura, Volume: 18, Issue: 39, Pages: 12-21, Published: JAN 2014
ISSN: 0123-921X
2248-7638
DOI: 10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a01
Popis: Our motivation focuses on answering a simple question: What is the minimum robotic structure necessary to solve a navigation problem? Our research deals with environments that are unknown, dynamic, and denied to sensors. In particular, the paper addresses problems concerning how to coordinate the navigation of multiple autonomous mobile robots without requiring system identification, geometric map building, localization or state estimation. The proposed navigation algorithm uses the gradient of the environment to set the navigation control. This gradient is continuously modified by all the robots in the form of local communication. The design scheme, both for the algorithm and for its implementation on robots, searches for a minimal approximation, in which it minimizes the requirements of the robot (processing power, communication and kind of sensors). Besides, our research finds autonomous navigation for each robot, and also scales the system to any number of agents. The navigation algorithm is formulated for a grouping task, where the robots form autonomous groups without any external interaction or prior information of the environment or information from other robots. Finally, task performance is verified through simulation for the laboratory prototypes of the group. Resumen La motivación de la investigación se enfoca en responder una simple pregunta: ¿Cuál es la mínima estructura robótica necesaria para resolver un problema de navegación? La investigación se centra en ambientes desconocidos, dinámicos y limitantes al uso de ciertos sensores. En particular, se investiga el problema de cómo coordinar la navegación de múltiples robots autónomos sin el uso de la identificación del sistema, construcción de un mapa geométrico, localización o estimación de estados. El algoritmo de navegación propuesto utiliza el gradiente del ambiente para ajustar el control de navegación, gradiente que es continuamente modificado por todos los robots en la forma de una comunicación local. El esquema de diseño, tanto del algoritmo como de su implementación en el robot, busca una aproximación minimalista, en la que se minimizan los requerimientos del robot (capacidad de procesamiento, de comunicación y tipo de sensores). Además, la investigación busca la navegación autónoma de cada robot, y el escalado del sistema a cualquier número de agentes. El algoritmo de navegación es formulado para una tarea de agrupamiento, donde los robots forman grupos autónomamente sin interacción externa o información inicial respecto al ambiente u otros robots en él. Finalmente, el desempeño de la tarea es verificado a través de simulación para los prototipos de laboratorio del grupo.
Databáze: OpenAIRE
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