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Obstacle Avoidance: de Drones aos AUVs

O Obstacle Avoidance é a ação de um robô autônomo desviar de obstáculos previamente detectados. Essa área é muito utilizadas em veículos autônomos aéreos devido a grande quantidade de objetos que podem ser perigosos para o drone. No entanto, mesmo em veículos submarinos essa técnica é presente, como em autonomous underwater vehicles (AUVs) ou underwater snake robots (USRs). A habilidade de desviar obstáculos debaixo d’água torna-se essencial principalmente uma vez que batidas podem comprometer a movimentação ou até mesmo a estanqueidade do robô.


Um USR

Além desses usos submarinos o Obstacle Avoidance é utilizado também em mecanismos de guerra, como drones em áreas urbanas, onde há a presença de pessoas e prédios, devido a alta precisão necessária nessas situações. No entanto, essa técnica também pode ser encontrada em situações mais comuns, nos robôs de limpeza, por exemplo, onde é utilizado para que se desvie de obstáculos como um sofá ou uma cadeira, utilizando uma série de sensores, para os mais diversos tipos de obstáculos.


Robô de limpeza com seus sensores.

Em nosso AUV, planejamos utilizar essa tecnologia utilizando o Path Planning. O Path Planning se baseia em, utilizando o mapa criado pela área de SLAM, dar comandos para que o robô se desloque para um ponto qualquer dentro do mapa. Para que isso aconteça é calculado o caminho mais rápido, usando métodos de cálculo como o de Dijkstra ou o A* e, dentro disso os obstáculos possíveis para a movimentação de nosso robô são desviados. Dentro de um ambiente de competição isso seria útil ao se locomover de uma prova para outra.


O algoritmo de Dijkstra se baseia em utilizar uma figura com vértices e arestas. Esse método bota como ponto de chegada e partida dois vértices dentro dela, assim ele se baseia no tamanho das arestas que os separam para descobrir o menor caminho. O algoritmo A*, por outro lado, calcula o melhor caminho entre dois pontos ao somar a distância faltando para o destino com a já percorrida, fazendo isso a cada pequena decisão de caminho tomada.


Diante disso, pode-se perceber que o Obstacle Avoidance é utilizado nos dias de hoje em diversas situações, desde as mais comuns até as mais complexas. Com o auxílio de um sistema de SLAM esta técnica amplia e otimiza ainda mais os movimentos realizados pelo robô, de modo que sua Navegação Autônoma fique ainda mais refinada.



Escrito por Thiago Moutinho.