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Título: Desvio de obstáculos móveis em andador inteligente por meio das técnicas de desvio de ponto crítico e campos potenciais
Autor(es): Souza, Franco Vieira de
Orientador: Frizera Neto, Anselmo
Coorientador: Cifuentes García, Carlos Andrés
Data do documento: 26-Set-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Andadores inteligentes são dispositivos assistivos que utilizam tecnologias robóticas e eletrônicas para expandir e aprimorar as funcionalidades dos andadores ortopédicos tradicionais. Uma das funções mais relevantes que andadores inteligentes podem executar é o auxílio à navegação, que inclui tarefas como planejamento de caminho e desvio de obstáculos. Tais funções podem ser úteis a usuários que apresentem deficiências de visão ou cognitivas juntamente com deficiências de locomoção. A presente Dissertação de Mestrado propõe e valida uma técnica de desvio de obstáculos móveis em um andador inteligente, tendo como objetivo melhorar a forma como andadores inteligentes auxiliam a navegação de seu usuário quando o ambiente é partilhado com outras pessoas, que constituem obstáculos móveis. A técnica proposta, denominada desvio de ponto crítico, é inspirada na forma como pedestres negociam o espaço em um corredor, e tenta fazer com que o andador desvie com antecedência de obstáculos móveis em rota de colisão, ignorando os que não colidirão. A técnica de desvio de ponto crítico pode ser combinada com a técnica de campos potenciais, que também é utilizada para o desvio de obstáculos em andadores inteligentes e que apresenta bons resultados ao lidar com obstáculos fixos. Ao combinar essas duas técnicas, tem-se por objetivo produzir uma estratégia que lida bem tanto com obstáculos fixos quanto móveis. A validação da estratégia proposta foi feita comparando, em simulação, a estratégia clássica de desvio por campos potenciais com uma implementação da combinação dos campos potenciais e da técnica de desvio de ponto crítico. Verificou-se que, com a estratégia proposta, a ação de desvio ocorreu com antecedência, e assim foi possível evitar um obstáculo móvel em corredor utilizando forças menores e mantendo uma maior distância.
Smart walkers are assistive devices that employ robotics and electronics in order to expand and enhance the functions that can be performed by traditional orthopedic walkers. One of the most relevant functions of smart walkers is navigations assistance, which includes tasks as path planning and obstacle avoidance. These functions can be useful to people that suffer from vision or cognitive disabilities along with mobility disabilities. This master’s thesis proposes and validates a moving obstacle avoidance technique for smart walkers that intends to improve the way these walkers assist the user’s navigation in environments that are simultaneously being used by other people. The proposed technique – critical point avoidance – attempts to mimic the way pedestrians negotiate space in a corridor by trying to avoid moving obstacles that are in a collision course with the walker in advance, while ignoring obstacles that should not result in a collision. The critical point avoidance technique can be combined with the potential fields technique, which has been shown to perform well when dealing with static obstacles and is also used for obstacle avoidance in smart walkers. The combination of both techniques is an attempt at producing a strategy that is able to better cope with moving and static obstacles. The proposed strategy was validated by comparing, in a simulated smart walker, the classic potential fields strategy to a combination of the critical point avoidance and potential fields techniques. As expected, when simulating a moving object in a corridor, the proposed strategy produced an avoidance action that happens in advance, resulting in weaker avoidance forces and a greater minimum distance to the obstacle.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10703
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