Planificacion de rutas

Robótica Móvil
Planificación de Rutas
Introducción a la navegación
* La percepción del entorno a través de sus sensores.
* La planificación de una trayectoria libre de obstáculos.
* Guiado del vehículo a través de la referencia construida.
Esquema de navegación en robots móviles
* Percepción del mundo.
* Planificación de la ruta.
* Generación del camino.
*Seguimiento del camino.
Concepto de planificación de ruta
* Generar un camino X, o una ruta sobre la cual se define un camino libre de obstáculos.
* Objetivo: llevar al robot a una posición y orientación meta.
Esquema de navegación en robots móviles
* Estructura de control de navegación básica para un robot móvil.

* Se parte de un mapa de entorno y de las especificaciones de latarea de navegación.
* Planificación de un conjunto de objetivos discretos.
* Se cumplen con las tareas especificadas y se crea ruta libre de obstáculos.
* Generador de caminos.
* Desdoblamiento de la tarea de planificación

* Planificación global: Rutas para submetas. Aproximación al camino final.
* Planificación local: Resolver las obstrucciones sobre la ruta global.Planificación de Ruta
* Encontrar una ruta segura capaz de llevar al vehículo desde la posición actual hasta la especificada de destino.
* Ruta segura: cálculo de un camino al menos continuo en posición, que sea libre de obstáculos.
* Construir referencias para el control de movimientos.
Formalización del problema
* Se define una configuración q(p,θ).
* Robots como un cuerporígido (Fr)
* Espacio de configuración C del robot R.

* Bi(q): Ocupados por un obstáculo.
* Conjunto de configuraciones de C que especifican el espacio libre:

El problema se traduce en encontrar:

Se define la función ruta:

Tal que:

Métodos clásicos de planificación
* Planificación basada en grafos de visibilidad.
* Planificación basada en diagramas de Voronoi.
*Planificación basada en modelado del espacio libre.
* Planificación basada en la descomposición en celdas.
* Planificación basada en campos potenciales.
* Planificación de ruta on-line.
Planificación basada en grafos de visibilidad
* Obstáculos modelados mediante polígonos.
* Representación de robot puntual.
* Concepto de visibilidad.
* Se genera un grafo deconectividad entre vértices visibles.
* Conectividad entre hitos por arcos.
* Segmentos de ruta deben yacer en el espacio libre.
* Elección de ruta óptima.
Grafo de visibilidad en un entorno de dos obstáculos

Planificación mediante cadenas

Planificación basada en diagramas de Voronoi
* Maximiza la distancia entre obstaculos y la ruta.
* Lugar geométrico de las configuracionesque se encuentran a igual distancia de los dos obstáculos más próximos.
* Se forma de segmentos rectilíneos y parabólicos dependiendo la forma de los obstaculos. (parabólicos entorno a vértices)
* Se calculan transformaciones de q(i) y q(f) de modo de intersectarlos con el diagrama de Voronoi. ( q(i)y q(f) son las configuaraciones inicial y objetivo de la ruta )
Retracción del espaciolibre en un diagrama de voronoi

Configuración q en el diagrama de Voronoi

Planificación basada en modelado del espacio libre.
* Condiciones para la creación de un CRG.
* La arista 1ai esta contenida en una recta que divide el plano.
* La arista 2aj debe yacer por completo en la región opuesta a 1ai.
* El producto escalar de los vectores normales a las aristas debe sernegativo.
V
* Modelación de espacio libre a través de cilindros rectilíneos generalizados (CRG).
* Aristas opuestas defiene un ángulo.
* Se traza la bisectriz de este ángulo la que se define como eje del cilindro.
* Desde los vértices de las aristas se trazan paralelas al eje del cilindro hasta la proyección del obstáculo mas próximo que no sea parte del CRG.
* Se define la ruta...