Revista de I + D Tecnológico (Jan 2009)
Planificación de Movimiento Mediante Campo de Potencial con Restricciones Dinámicas para Robots Móviles
Abstract
Se presenta en este trabajo una propuesta para considerar las restricciones dinámicas cuando se utiliza el método de Campo de Potencial, en la etapa de planificación de trayectorias para robot móviles. Con este método se genera un campo de potencial virtual compuesto de la suma de un campo repulsivo, obtenido a partir de la información sobre el contorno de los obstáculos y de un campo atractivo virtual, el cual se crea teniendo la posición de la meta o sub-meta como foco de atracción. En consecuencia, las trayectorias se obtienen al quedar el robot expuesto al efecto de las fuerzas generadas por estos campos. Generalmente, con el fin de conseguir velocidades constantes, sólo la dirección y no la magnitud de la fuerza es utilizada para guiar el vehículo. Si bien en la literatura se han presentando diferentes alternativas para considerar las restricciones cinemáticas e inclusive se ha considerado la restricción que impone la desaceleración máxima, para evitar colisiones, otros tipos de restricciones dinámicas no han sido tratadas dentro de este tipo de planificación. La inclusión de restricciones dinámicas, tales como aceleración máxima, curvatura y deslizamiento cobra mayor importancia cuando los robots móviles se mueven a altas velocidades. De allí que, se presenta en este trabajo una formulación que permite filtrar los cambios bruscos de aceleración y generar consignas de velocidad que respetan las restricciones de aceleración máxima. Para lograr esto, las fuerzas generadas por el campo virtual son aplicadas, en una etapa previa, a un modelo dinámico del robot y de las fuerzas de tracción, cuyas velocidades de respuesta son entonces impuestas al robot real. El robot móvil, el entorno y la estrategia de planificación han sido simulados para probar su efectividad.
