Planejamento de Trajetorias Baseado em Espuma Probabilistica para Sistemas Roboticos Autonomos em Ambientes Dinamicos
Espuma Probabilística, Planejamento de trajetórias, Ambientes Dinâmicos.
Este trabalho apresenta uma versão aprimorada do Método da Espuma Probabilística (PFM – Probabilistic Foam Method), focada no planejamento de movimento de robôs autônomos. Na sua versão clássica, o PFM é desenvolvido sobre um espaço de configurações estático e previamente conhecido. Nesse contexto, o espaço livre é parcialmente preenchido por bolhas convexas sobrepostas, que formam uma estrutura semelhante a uma espuma, criando uma zona segura para a movimentação e garantindo a segurança durante as manobras. A partir dessa estrutura, uma árvore de busca é construída sobre as bolhas, identificando o caminho ideal entre as configurações inicial e final especificadas. Este trabalho propõe melhorias na estratégia de propagação da espuma do PFM, visando adaptar o método a ambientes dinâmicos. Para lidar com obstáculos móveis, o processo de expansão das bolhas é modificado para considerar requisitos espaciais e temporais. Especificamente, a partir da superfície de uma bolha mãe, são geradas, de forma aleatória, coordenadas para o centro de uma nova bolha, considerando tanto a posição quanto o tempo. O método proposto destaca-se por sua capacidade de determinar rapidamente soluções eficientes para problemas de planejamento de trajetória em ambientes dinâmicos, mesmo na presença de obstáculos móveis com velocidades variadas, mas uniformes. A eficácia do algoritmo é validada por meio de simulações funcionais, nas quais são definidos parâmetros como o raio mínimo das bolhas, a velocidade máxima do robô e as velocidades e direções dos obstáculos móveis. Os resultados das simulações demonstram a viabilidade e eficiência do método proposto, destacando sua capacidade de gerar trajetórias seguras em cenários dinâmicos e previamente conhecidos. Assim, o PFM aprimorado proporciona um planejamento robusto e adaptável a situações sujeitas a mudanças ao longo do tempo.