algoritmos de controle de tráfego para enxames de robôs com alvos em comum

104 Pages·2012·5.62 MB·Portuguese

ALGORITMOS DE CONTROLE DE TR`FEGO
PARA ENXAMES DE ROB(cid:212)S COM ALVOS EM
COMUM

YURI TAVARES DOS PASSOS
ALGORITMOS DE CONTROLE DE TR`FEGO
PARA ENXAMES DE ROB(cid:212)S COM ALVOS EM
COMUM
Disserta(cid:231)ªo apresentada ao Programa de
P(cid:243)s-Gradua(cid:231)ªo em CiŒncia da Computa(cid:231)ªo
do Instituto de CiŒncias Exatas da Univer-
sidade Federal de Minas Gerais como re-
quisito parcial para a obten(cid:231)ªo do grau de
Mestre em CiŒncia da Computa(cid:231)ªo.
Orientador: Luiz Chaimowicz
Belo Horizonte
Mar(cid:231)o de 2012
(cid:13)c 2012, Yuri Tavares dos Passos.
Todos os direitos reservados.
Tavares dos Passos, Yuri
Algoritmos de Controle de TrÆfego para Enxames de Rob(cid:244)s
com Alvos em comum / Yuri Tavares dos Passos. (cid:22) Belo
Horizonte, 2012
xviii, 86 f. : il. ; 29cm
Disserta(cid:231)ªo (mestrado) (cid:22) Universidade Federal de Minas
Gerais
Orientador: Luiz Chaimowicz
1. Enxames de rob(cid:244)s. 2. Rob(cid:243)tica. 3. Controle de trÆfego.
4. Congestionamentos. I. T(cid:237)tulo.

Resumo
Enxames de rob(cid:244)s sªo sistemas compostos por uma grande quantidade de rob(cid:244)s, re-
lativamente simples, dispostos no mesmo espa(cid:231)o e interagindo entre si para alcan(cid:231)ar
um objetivo comum. Dentre os problemas enfrentados em enxames de rob(cid:244)s, tŒm-se o
controle de trÆfego. Neste problema, os rob(cid:244)s devem se coordenar para evitar congesti-
onamentos, especi(cid:28)camente quando os rob(cid:244)s devem se movimentar para o mesmo local
simultaneamente. Neste trabalho, foi desenvolvido trŒs algoritmos distribu(cid:237)dos para o
controle de trÆfego em enxames de rob(cid:244)s, permitindo evitar congestionamentos tanto
na chegada ao alvo em comum quanto na sa(cid:237)da. O primeiro algoritmo consiste em
formar regiıes de entrada e sa(cid:237)da pr(cid:243)ximo ao alvo. O segundo consiste em criar uma
(cid:28)la em forma de espiral em torno do alvo. O terceiro utiliza troca de mensagens entre
rob(cid:244)s visando expulsar alguns rob(cid:244)s, liberando passagem para os que estªo pr(cid:243)ximos
ao alvo. (cid:201) feita uma anÆlise de cada um deles e uma compara(cid:231)ªo de seus desempenhos.
Palavras-chave: Enxames de rob(cid:244)s, Rob(cid:243)tica, Controle de trÆfego, Congestionamen-
tos.
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Abstract
Robotic Swarms are systems formed by a large number of robots, relatively simple, pla-
ced in same space and interacting among themselves to ful(cid:28)ll a common goal. Among
the problems encountered in swarms of robots, there exists tra(cid:30)c control. In this pro-
blem, robots must be coordinated to avoid congestion, speci(cid:28)cly when robots must
move to same local, simultaneously. In this work, we developed three distributed al-
gorithms for tra(cid:30)c control in robotic swarms, allowing to avoid congestions both on
arrival at common target and leaving it. The (cid:28)rst algorithm consists in using entry
and exiting regions next to the common target. The second one consists in making a
spiral-shaped queue around the target. The third one uses message comunication to
drive away some robots, releasing the passage for those are next to the target. We
made an analysis of each one and compare the performance of these algorithms.
Keywords: Robotic swarm, Robotics, Tra(cid:30)c control, Congestions.
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