World representation for an autonomous driving robot - Oliveira, José Ricardo Marques de (2011)
Condução autónoma constitui a deslocação de um agente, robô ou veículo, de um qualquer ponto no espaço para um outro, sem qualquer intervenção humana, por forma a atingir objectivos pré-estabelecidos. Para conduzir de forma autónoma, usando planeamento de trajectória, é crucial que o agente consiga representar abstractamente tanto o conhecimento a priori acerca do mundo, como a informação que este vai adquirindo à medida que avança. Para alcançar este propósito, desenvolveu-se um sistema para ser usado na pista da Competição de Condução Autónoma do Festival Nacional de Robótica. Este sistema caracteriza-se por ser flexível e modular. Tais características permitem não são a adição componentes na pista acima referida, mas também a fácil expansão do suporte a outros tipos de pistas ou circuitos. Concluiu-se, pois, que o modelo de representação mais adequado para o sistema que se pretendia desenvolver seria um modelo híbrido, na medida em que, ao nível global tal representação seria topológica e ao nível local métrica. Ou seja, dividindo a pista em secções, estas são a base para a representação topológica, sendo depois cada secção mapeada internamente de forma métrica. Ao integrar o trabalho desta dissertação com o sistema global lograva-se alcançar um sistema de Condução Autónoma susceptível de planear a curto e médio prazo, com vista a melhorar o desempenho dos robôs usados no projecto, relativamente à solução anteriormente usada, que era baseada num sistema reactivo com alguma memória e noção de estado, mas sem planeamento de trajectória. ABSTRACT: Autonomous driving is the movement of an agent, robot or vehicle, from some point in space to another one, without any human intervention, in order to achieve predetermined goals. To drive autonomously using trajectory planning, it is vital to have an abstraction of the knowledge about the world, be it a priori or information that the agent acquires during the driving. For this, we developed a system capable of abstractly represent, not only the track for the Autonomous Driving Competition of the Portuguese Robotics Open, but also, tracks with similar characteristics. The system was developed in a exible and modular manner, in order to allow the addition of new elements to the stated track and the easy expansion to support other types of tracks and circuits. The conclusion was that the most appropriate representation model for the system we were trying to develop was an hybrid model, in that, at a global level the representation would be topological and at a local level it would be metrical. In other words, dividing the track into sections, these are the basis for the topological representation, being each of the sections then mapped internally using a metrical representation. Integrating the work of this dissertation in the global system, one hoped to achieve a Autonomous Driving system capable of short and medium term planning, with the goal of improve the performance of the ROTA project robots, comparatively with the previous solution, which was based in a reactive system with some memory and to some degree stateful.