Coordinated navigation of multiple robots in formation

Abstract

This work addresses the problem of coordinated navigation of multiple robots in formation in confined spaces. With the advancement of robotics and the increasingly frequent use of autonomous robots in applications, it becomes necessary to efficiently plan paths and coordinate robot actions so that they act robustly and safely during the cooperation process. Potential field techniques that solve a boundary value problem (BVP) have proven to be an interesting way of dealing with the planning problem, but little has been explored in the context of navigation in multiple robot scenarios. This work proposes a system of multi-robot coordination using BVP and elastic formations that allow breaking the formation of a group of robots in confined spaces while being able to reunite the formation in areas along the goal path where a minimal formation size fits in the environment.

Este trabalho aborda o problema da navegação coordenada de múltiplos robôs em formação em espaços confinados. Com o avanço da robótica e o uso cada vez mais frequente de robôs autônomos em aplicações, torna-se necessário planejar caminhos de forma eficiente e coordenar as ações dos robôs para que atuem de forma robusta e segura durante o processo de cooperação. Técnicas de campo potencial que resolvem um problema de valor de contorno (BVP) têm se mostrado uma maneira interessante de lidar com o problema de planejamento, mas pouco foi explorado no contexto da navegação em cenários de múltiplos robôs. Este trabalho propõe um sistema de coordenação de múltiplos robôs usando BVP e formações elásticas que permitem quebrar a formação de um grupo de robôs em espaços confinados, sendo capaz de reunir a formação em áreas ao longo do caminho objetivo onde um tamanho mínimo de formação cabe no ambiente.