Estimação da localização de um robô não holonômico utilizando modelo oculto de Markov (HMM) e o filtro de Kalman estendido (EKF)

Abstract

Knowing the location of a robot is fundamental to correctly planning a safe navigation towards the destination. In this article we use the hidden Markov model (HMM) and the extended Kalman filter (EKF) to estimate the position of a non-holonomic mobile robot, during the tracing of parametrized trajectories in time. The proposed location system consists of a transceiver coupled to the robot, which communicates with three other transceivers in predetermined positions. By sending periodic messages to other transceivers, the robot can estimate its position relative to other transceivers. These measurements are used in HMM and EKF to estimate the location of the robot. Experiments were performed, and the results show that the methods used present robustness to estimate the location of robots. Resumo: Conhecer a localização de um robôé fundamental para planejar corretamente uma navegação segura em direção ao local de destino. Neste artigo utiliza-se o modelo oculto de Markov (HMM) e o filtro de Kalman estendido (EKF) para estimar a posição de um robô móvel não holonômico, durante o rastreamento de trajetórias parametrizadas no tempo. O sistema de localização propostoé constituído de um transceptor acoplado ao robô, que se comunica com outros três transceptores em posições predeterminadas. Ao enviar mensagens periódicas aos outros transceptores, o robô consegue estimar sua posição relativa aos demais transceptores. Estas medidas são usadas no HMM e no EKF para estimar a localização do robô. Experimentos foram realizados, e os resultados mostram que os métodos utilizados apresentam robustez para estimar a localização de robôs.