O EspeleoRobô é uma plataforma robótica móvel teleoperada, utilizada pela Vale para a exploração de ambientes confinados. Durante operações de inspeções, é comum o robô se deparar com adversidades incluindo risco de colisão, capotamento e perda da conexão com a base de controle. Este artigo propõe novos sistemas de alerta e operação assistida do EspeleoRobô, buscando facilitar a operação remota do dispositivo. Para tal, são implementados cinco algoritmos para (i) Alerta de Risco de Colisão, (ii) Alerta de Risco Capotamento, (iii) Alerta de Perda de Conexão com a base de controle, (iv) Navegação Autônoma Local para Restabelecimento de Conexão e (v) Navegação Assistida em Galerias. O artigo descreve os algoritmos, assim como as validações realizadas através de simulação e experimentos em laboratório e campo. Os resultados obtidos mostram que as funcionalidades desenvolvidas podem contribuir de forma efetiva para a segurança operacional do robô.

This paper presents a system for autonomous exploration of planar environments using mobile robots, developed focusing on the implementation in the EspeleoRobô, a robotic device capable of inspecting confined environments. The exploration is carried out based on the detection of frontiers located at the edge of the environment known by the robot. When moving towards the identified frontiers, the robot generates a map of the traversed environment until the entire operating site is explored. For that, we employed a simultaneous localization and mapping strategy using a particle filter. During exploration, the identified frontier cells are clustered based on the distance between them. We propose two simple strategies to explore the environment, prioritizing navigation to the nearest frontier or the frontier with the highest number of cells. The robot movement is performed using a Dijkstra algorithm for path planning and a navigation control by artificial vector fields. The exploration system is validated through simulations and experiments with a real robot, creating complete maps representing the covered environments. The obtained results indicate a better performance while exploring the nearest frontiers, with smaller distances covered and fewer actions performed by the robot. Resumo: Este artigo apresenta um sistema de exploração autônoma de ambientes planares utilizando robôs móveis, desenvolvido com foco na implementação no EspeleoRôbô, um dispositivo robótico para a inspeção de ambientes confinados. A exploração é realizada com base na detecção de fronteiras localizadas no limite do ambiente conhecido pelo robô. Ao se mover em direção às fronteiras identificadas, o robô gera um mapa do ambiente percorrido, até que todo o local de operação seja explorado. Para tal, uma estratégia de localização e mapeamento simultâneos por filtro de partículas é empregada. Durante a exploração, as células de fronteira são agrupadas com base na distância entre elas. A exploração do ambiente pode ser realizada utilizando duas estratégias simples, priorizando a navegação até a fronteira mais próxima ou até a fronteira com maior número de células. A movimentação do robô é realizada utilizando um algoritmo de Dijkstra para planejamento de caminhos e um controle de navegação por campos vetoriais artificiais. O sistema de exploração é validado em simulações e experimentos com um robô real, sendo capaz de criar mapas completos dos ambientes percorridos de maneira satisfatória. Os resultados obtidos indicam um melhor desempenho da estratégia de exploração das fronteiras mais próximas, com menores distâncias percorridas e um menor número de ações realizadas pelo robô.