Navigarea cu ajutorul campurilor de energie potentiala

Curs 3

Metoda potentialului (field potential)

• Campul este modelat printr-o functie de potential U(x,y) peste spatiul C

• Miscarile se efectueaza in sensul scaderii gradientului functiei de potential

Ideea de bază

• Presupunând ținta un punct g 2∈ℜ• Presupunând robotul un punct r 2∈ℜ• Imaginați-vă un arc care trage robotul spre țintă, și

altul/altele care îl îndepărtează de obstacle• Putem de asemenea să ne gândim la sarcini opuse

Ideea de bază

• Putem să ne imaginăm spațiul ca fiind un castron, scopul fiind o gaură pe fundul castronului iar robotul o bila pe marginea acestuia.

• Ce se va întâmpla?

Ideea de bază

• Analogia cu arcul sau castronul exprimă de fapt ideea de stocare a energiei potențiale

• În principiu, robotul se deplasează către o configurație cu energie potențială mai mică

• O funcție de energie potențială poate fi U : m ℜ→ ℜ

• Energia este minimizată prin urmărirea gradientului negativ al potențialului

Campurile potentiale de atractie/respingere

• Uatt potentialul de atractie --- deplasare inspre tinta

• Urep potentialul de repulsie --- evitare obstacole

Potentialul de atractie

Potentialul de atractie

Potentialul repulsiv

Potentialul repulsiv

Potentialul total

+ =

Proiecte ce pot fi folosite

• http://web.archive.org/web/20130705190806/http://www.robots.ox.ac.uk/~pnewman/Teaching/C4CourseResources/Matlab.html

• http://www.sourcecodeonline.com/list?q=path_planning_potential_field_code

• https://sites.google.com/site/mutlumehmetmetuceng786/ceng786/potential-field-navigation