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Vale’s Speleology team has a robotic platform, the EspeleoRobô, capable of moving on rough terrain while inspecting and mapping natural caves. Since the robot is a teleoperated device, its operability depends on the quality of communication with the control base. One solution to the problem is to provide autonomy for EspeleoRobô. Therefore, the present work consists on an initial step for the development of an autonomous navigation system, in which the objective is to analyze path planning techniques that optimize the robot navigation on rough terrain considering its kinematic model. We represent the environment using triangle meshes modeled as a graph and generate optimal paths with the Dijkstra’s algorithm considering the following metrics as cost function: traveled distance, terrain traversability, and robot power consumption. Moreover, this paper proposes a cost function that accounts for multiple goals during the path planning, where the user can set the trade-off between them through weights. Lastly, we study the robot-terrain interaction using Pybullet e V-REP. We validate the metrics through simulations using artificial 3-D and real natural cave maps. Resumo: A equipe de Espeleologia da Vale possui uma plataforma robótica, o EspeleoRobô, capaz de se locomover em terrenos acidentados e realizar a inspeção e mapeamento de cavidades naturais. Por se tratar de um dispositivo teleoperado, sua operacionalidade depende da qualidade de comunicação com a base de controle. Uma solução para o problema seria dar autonomia ao EspeleoRobô. Sendo assim, o presente trabalho corresponde a um passo inicial para o desenvolvimento de um sistema de navegação autônomo, no qual o objetivo é analisar técnicas de planejamento de caminho que otimizem a navegação do robô em terrenos acidentados considerando seu modelo cinemático. O ambiente é representado por malhas triangulares modeladas como um grafo, onde são gerados caminhos ótimos utilizando o algoritmo de Dijkstra, considerando as seguintes métricas como função de custo: distância percorrida, transversalidade do terreno e consumo energético do robô. Ainda, é proposta uma função de custo que considera múltiplos objetivos durante o planejamento de caminho, onde a relação entre elas é ajustada pelo operador por meio de pesos. Por fim, é realizado um estudo para analisar a interação do robô com o terreno utilizando os softwares Pybullet e V-REP. Para validação das métricas são feitas simulações utilizando um mapa 3-D artificial e um mapa real de cavidade natural.

Planejamento de caminhos para robôs móveis em ambientes acidentados