Este trabalho aborda o problema de planejamento de caminhos em robótica móvel autônoma utilizando campos potenciais. Dentre as várias técnicas de campos potenciais para controlar robôs, encontram-se as técnica de Campos Potenciais de Khatib1 (CP), Campo Potencial Harmônico (CPH), Campo Potencial Orientado (CPO) e Campo Potencial Localmente Orientado (CPLO). As técnicas CPH, CPO e CPLO são chamadas de técnicas baseadas em Problema de Valor de Contorno (PVC), pois são obtidas a partir de soluções de Equações Diferenciais Parciais (EDP) Elípticas em uma determinada condição de contorno, é obtido um sistema planejador de caminhos. Tais técnicas necessitam de uma etapa de solução de sistemas lineares, na qual se utiliza métodos iterativos, decorrentes da aplicação do método de diferenças finitas como solucionador das EDP. No presente trabalho, as técnicas de Campos Potenciais baseados em PVC foram estudadas e implementadas (usando processamento sequencial e paralelo), de modo a obter resultados de forma mais rápida e confiável. Foram utilizadas arquiteturas paralelas do tipo manycore. Finalmente, são feitas análises comparativas entre os vários métodos implementados. Todos os métodos estão prontos para serem incorporados tanto no simulador quanto nos times de robôs em desenvolvimento pelo grupo Warthog Robotics / This works details the task o path planning in autonomous mobile robots using potential fields techniques. Among potential fields techniques to control robots, there are Khatibs Potential Field2 (KPF), Harmonic Potential Field (HPF), Oriented Potential Field (OPF) and Locally Oriented Potential Field (LOPF). The HPF, OPF and LOPF techniques are called Boundary Value Problem (BVP) based, bacause they are obtained from numerical solutions of Elliptic Partial Differential Equations (PDE) in a well-defined boundary condition. These techniques go through a step of solving linear systems, in which is used iterative methods, that came from numerical solution of PDE. In this work, potential fields BVP based was studied and coded (using sequential and parallel architectures), to obtain results more quickly and reliably. And, finally, a comparative analyses of the various methods implemented are made. All methods are ready to be incorporated in the intelligent systens that are being developed by Warthog Robotics

Este trabalho aborda o problema de planejamento de caminhos em robótica móvel autônoma utilizando campos potenciais. Dentre as várias técnicas de campos potenciais para controlar robôs, encontram-se as técnica de Campos Potenciais de Khatib1 (CP), Campo Potencial Harmônico (CPH), Campo Potencial Orientado (CPO) e Campo Potencial Localmente Orientado (CPLO). As técnicas CPH, CPO e CPLO são chamadas de técnicas baseadas em Problema de Valor de Contorno (PVC), pois são obtidas a partir de soluções de Equações Diferenciais Parciais (EDP) Elípticas em uma determinada condição de contorno, é obtido um sistema planejador de caminhos. Tais técnicas necessitam de uma etapa de solução de sistemas lineares, na qual se utiliza métodos iterativos, decorrentes da aplicação do método de diferenças finitas como solucionador das EDP. No presente trabalho, as técnicas de Campos Potenciais baseados em PVC foram estudadas e implementadas (usando processamento sequencial e paralelo), de modo a obter resultados de forma mais rápida e confiável. Foram utilizadas arquiteturas paralelas do tipo manycore. Finalmente, são feitas análises comparativas entre os vários métodos implementados. Todos os métodos estão prontos para serem incorporados tanto no simulador quanto nos times de robôs em desenvolvimento pelo grupo Warthog Robotics / This works details the task o path planning in autonomous mobile robots using potential fields techniques. Among potential fields techniques to control robots, there are Khatibs Potential Field2 (KPF), Harmonic Potential Field (HPF), Oriented Potential Field (OPF) and Locally Oriented Potential Field (LOPF). The HPF, OPF and LOPF techniques are called Boundary Value Problem (BVP) based, bacause they are obtained from numerical solutions of Elliptic Partial Differential Equations (PDE) in a well-defined boundary condition. These techniques go through a step of solving linear systems, in which is used iterative methods, that came from numerical solution of PDE. In this work, potential fields BVP based was studied and coded (using sequential and parallel architectures), to obtain results more quickly and reliably. And, finally, a comparative analyses of the various methods implemented are made. All methods are ready to be incorporated in the intelligent systens that are being developed by Warthog Robotics

Submitted by Jessica Andrade (jessicastefanysa@gmail.com) on 2018-06-28T18:00:49Z No. of bitstreams: 1 TELMO.pdf: 5034534 bytes, checksum: d5ff82ed46adf98d29eb0e7b1578bb38 (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Ferreira Pinto (margarethfpinto@hotmail.com) on 2018-07-16T21:35:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TELMO.pdf: 5034534 bytes, checksum: d5ff82ed46adf98d29eb0e7b1578bb38 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-16T21:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TELMO.pdf: 5034534 bytes, checksum: d5ff82ed46adf98d29eb0e7b1578bb38 (MD5) Previous issue date: 2015 / O desenvolvimento de sistemas com complexidade necessária a uma abordagem mul- tiagente carrega consigo também aspectos de complexidade relacionados à avaliação dos diferentes níveis e componentes desse sistema. Um sistema multiagente pode ser com- posto por uma série de agentes heterogêneos, que apresentam variabilidade quanto à sua arquitetura interna, modelos utilizados para o seu desenvolvimento, linguagem de programação, de especificação e validação. Agregam-se a isso, contextos específicos de cada solução para com o ambiente para o qual foi projetado. Deste modo, impõem-se mecanismos que permitam estabelecer métricas de avaliação para cada nível do desenvol- vimento de um sistema multiagente, considerando dimensões como organização, comuni- cação entre agentes e os agentes em si. Esta dissertação apresenta como problemática, o estabelecimento de um benchmark para sistemas multiagente dentro do simulador de futebol de robôs Soccer Server 2D. Mais especificamente, este benchmark deve prover métricas e mecanismos de avaliação de esquemas organizacionais multiagente segundo os diferentes cenários que podem se estabelecer dentro da dinâmica de uma partida de futebol. Não obstante, deve-se permitir o estabelecimento de referências de avaliação da coletividade dos times implementados para o Soccer Server 2D, indiferente aos demais níveis de concepção do sistema. / The development of systems with the required complexity for a multi-agent approach, also carries complexity aspects related to the evaluation of different levels and compo- nents of such a system. A multi-agent system can be composed of a series of hetero- geneous agents, which have variability regarding its internal architecture, models used for its development, programming language, specification and validation. Added to this, are situated the particular contexts of each solution towards the environment for which it is designed. Therefore, it is needed mechanisms to establish evaluation metrics for each multi-agent system development level, taking into account dimensions such as or- ganization, communication between agents and the agents themselves. This dissertation presents as a problem, establish a benchmark for multi-agent systems within the robot soccer simulator Soccerserver 2D. Specifically, this benchmark should provide metrics and evaluation mechanisms of multi-agent organization schemes according to different scenarios that can be established within the dynamics of a football match . Nevertheless, it should be allowed the establishment of assessment referrals for the Robocup teams collectivity, regardless to other levels of system design.