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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES One of the greatest reasons to use robotics rather than human beings is to avoid hazardous situations such as activities related to search, surveillance and rescue. The pursuit-evasion problem is a fundamental theoretical base to apply robotics on these cases. This dissertation presents an approach to solve the pursuit-evasion problem with no previous knowledge of the map, which must be simply connected, using multi-robots systems with limited sensing. The approach is based on the random walk, since it is a mathematical formalization probabilistically complete, considering plane and obstacle free environments that shall be treated discretely through a regular occupation grid. This dissertation also presents a variation of this approach, though it considers random walk probabilities, to enhance the previous approach, decreasing the amount of iterations needed to solve the problem. In order to validate what is proposed, a discrete multi-robot simulation environment was developed. Finally, the results obtained on the tests that were performed and possible future works that could improve this approach are discussed. Uma das principais motivações do uso de sistemas robóticos em detrimento de seres humanos é evitar situações de risco, como as encontradas em atividades de busca, vigilância e resgate. O problema de perseguição-evasão é uma base teórica fundamental para a aplicação da robótica nestes casos. Esta dissertação apresenta uma abordagem para solução do problema de perseguição-evasão sem um conhecimento a priori do mapa, que deverá ser simplesmente conectado, através da coordenação de múltiplos robôs com visão limitada. A abordagem aqui proposta é baseada na random walk, por esta ser uma formalização matemática probabilisticamente completa, sendo contemplados ambientes planos e sem obstáculos, que serão tratados discretamente por meio de uma grade de ocupação regular. Ainda nesta dissertação, foi proposta uma variação dessa abordagem, porém com a ponderação de probabilidades da random walk, com o objetivo de aprimorar a anterior, diminuindo número de iterações necessárias para solução do problema. Para a validação da abordagem proposta, foi desenvolvido um ambiente de simulações para abordagens discretas de múltiplos robôs. Finalmente, são discutidos os resultados obtidos nos testes realizados e propostos trabalhos futuros para melhoria desta abordagem.

In this work, we propose a probabilistic mapping method with the mapped environment represented through a modified occupancy grid. The main idea of the proposed method is to allow a mobile robot to construct in a systematic and incremental way the geometry of the underlying space, obtaining at the end a complete environment map. As a consequence, the robot can move in the environment in a safe way, based on a confidence value of data obtained from its perceptive system. The map is represented in a coherent way, according to its sensory data, being these noisy or not, that comes from exterior and proprioceptive sensors of the robot. Characteristic noise incorporated in the data from these sensors are treated by probabilistic modeling in such a way that their effects can be visible in the final result of the mapping process. The results of performed experiments indicate the viability of the methodology and its applicability in the area of autonomous mobile robotics, thus being an contribution to the field Neste trabalho, propomos um método de mapeamento probabilístico com a representação do ambiente mapeado em uma grade de ocupação modificada. A idéia principal do método proposto é deixar que um robô móvel construa de forma sistemática e incremental a geometria do seu entorno, obtendo ao final um mapa completo do ambiente. Como conseqüência, o robô poderá locomover-se no seu ambiente de modo seguro, baseando-se em um índice de confiabilidade dos dados colhidos do seu sistema perceptivo. O mapa é representado de forma coerente com os dados sensoriais, sejam esses ruidosos ou não, oriundos dos sensores externoceptivos e proprioceptivos do robô. Os ruídos característicos incorporados nos dados de tais sensores são tratados por modelagem probabilística, de modo que seus efeitos possam ser visíveis no resultado final do processo de mapeamento. Os resultados dos experimentos realizados, mostrados no presente trabalho, indicam a viabilidade desta metodologia e sua aplicabilidade na área da robótica móvel autônoma, sendo assim uma contribuição para a área

SOUZA, Anderson A. S. ; SANTANA, André M. ; BRITTO, Ricardo S. ; GONÇALVES, Luiz Marcos G. ; MEDEIROS, Adelardo A. D. Representation of Odometry Errors on Occupancy Grids. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON INFORMATICS IN CONTROL, AUTOMATION AND ROBOTICS, 5., 2008, Funchal, Portugal. Proceedings... Funchal, Portugal: ICINCO, 2008. In this work we propose an enhanced model for mapping from sonar sensors and odometry that allows a robot to represent an environment map in a more suitable way to both the sonar sensory data and odometry system of the robot. We use a stochastic modelling of the errors that brings up reliable information. As a contribution, we obtain a final map that is more coherent with the reality of the original data provided by the robotic system. Practical experiments show the results obtained with the proposed modification to be trustable in such a way that this map can be used to provide previous knowledge to the mobile robot in order to perform its tasks in an easier and accurate way. Moreover, the map can help the robot to support unexpected situations inside of the environment.