Seguimento de Caminhos Visuais: Avaliação de Desempenho de uma Estratégia Baseada em NMPC para Robôs Diferenciais

Abstract

Robot control strategies based on computer vision allow to increase the range of potential applications. However, before made available in a real scenario, it is necessary to fully characterize the main functionalities. This paper presents performance evaluations of a strategy for NMPC-based visual path following control for differential robots. More specifically, we study the influence of the control and prediction horizons, parameters that directly interfere with the feasibility and stability requirements, and analyze the performance of controllers when there are high tracking errors. Experimental results demonstrate the benefits of three modalities of NMPC controllers for an arbitrary, closed and high-length path. Resumo: Estratégias de controle para robôs móveis baseadas em visão computacional permitem aumentar a gama de aplicações potenciais. Porém, antes da sua disponibilização num cenário real, necessita-se de completa caracterização das principais funcionalidades. Este artigo objetiva avaliar o desempenho de uma estratégia para o seguimento de caminhos visuais baseada em NMPC para robôs diferenciais. Mais especificamente, estuda-se a influência dos horizontes de controle e predição, parâmetros que interferem diretamente nos requisitos de factibilidade e estabilidade, além de analisar o desempenho dos controladores quando existem erros de rastreamento elevados. Resultados experimentais demonstram os benefícios de três modalidades de controladores NMPC para um caminho arbitrário, fechado e de comprimento elevado.