Uma Abordagem de Cone de Colisão para Funções de Barreiras de Controle

Este trabalho apresenta uma abordagem unificada para a evitação de colisões usando Funções de Barreiras de Controle (CBFs) baseadas em Cone de Colisão, em veículos não tripulados terrestres (UGV) e aéreos (UAV). Propomos uma nova formulação de CBF inspirada em cones de colisão, para garantir a segurança ao restringir a velocidade relativa entre o veículo e o obstáculo para sempre apontar um para longe do outro. A eficácia desta abordagem é demonstrada por meio de simulações e implementações de hardware no TurtleBot, Stoch-Jeep e no robô quadricóptero Crazyflie 2.1, mostrando sua eficácia em evitar colisões com obstáculos dinâmicos em ambientes terrestres e aéreos. O controlador em tempo real é desenvolvido usando Programas Quadráticos de CBF (CBF-QPs). A análise comparativa com os CBFs de última geração destaca a natureza menos conservadora da abordagem proposta. No geral, esta pesquisa contribui para uma nova formação de controle que pode garantir a evitação de colisões em veículos não tripulados modificando as entradas de controle de controladores de planejamento de trajetória existentes.