Otimização da trajetória de robôs móveis diferenciais de tração usando algoritmo de otimização por enxame de partículas

Abstract

Este artigo apresenta uma técnica de otimização não linear, a fim de otimizar a trajetória de um robô móvel diferencial não-holonômico. Os sistemas robóticos usados para realizar esse experimento consistem em um veículo com tração diferencial de duas rodas, acionado por dois motores de corrente contínua (CC) montados em um eixo comum e cada roda que pode ser conduzida independentemente para frente ou para trás, dado o movimento do robô. Este artigo também traz o modelo dinâmico do robô e o modelo do motor usado no robô. As equações cinemáticas do robô também são mostradas. O algoritmo de otimização por enxame de partículas, do inglês Particle Swarm Optimization (PSO), é aplicado para encontrar a melhor trajetória, usando o caminho mais curto e seguro entre dois pontos, evitando obstáculos fixos. O presente algoritmo é um método evolucionário que utiliza conceitos de otimização por enxames e a ideia original deste método veio da observação do comportamento social de populações de pássaros buscando um local ideal para se aninhar. O método visa equilibrar a individualidade e a sociabilidade da população para encontrar o local ótimo.