STUDIO E OTTIMIZZAZIONE DI ALGORITMI PER IL RILEVAMENTO DEL PERCORSO DI ROBOT MOBILI IN AMBIENTI SCONOSCIUTI

This thesis explores the algorithms used for path planning for mobile robots, with a focus on drones. The main objective of this work and this research activity was oriented towards the comparison of obstacle detection algorithms for mobile robots, specifically drones, which algorithms allow a drone to undertake a path in any environment without there are collisions, highlighting the differences between the various algorithms and identifying possibilities for optimizing them. The methodology used includes a collection of documents and data to comprehensively deal with the topic and the use of programming software and simulation environments to be able to write the algorithms and simulate them in a virtual environment in order to verify their efficiency and correctness . The results indicate that among the various drone path planning strategies, the D* algorithm is the most used by companies because it has a lower computational cost than the other algorithms and also appears to be the most suitable to use when the robot, in in this case the drone moves in a disordered space, such as free space. The conclusions suggest that, even if the D* algorithm appears to be the most used, it is not free from optimizations that would improve its operation, efficiency and computational cost. Since the field of route planning is constantly developing, in the coming years we will find ourselves faced with completely new algorithms or better versions of those now present which will improve the functioning of drones.

Questa tesi esplora quelli che sono gli algoritmi utilizzati per la pianificazione del percorso per i robot mobili, ponendo un focus sui droni. L’obiettivo principale di questo lavoro e di questa attività di ricerca è stato orientato verso il confronto di algoritmi di rilevamento di ostacoli per robot mobili, nello specifico droni, i quali algoritmi permettono ad un drone di intraprendere un percorso in un ambiente qualsiasi senza che ci siano collisioni, evidenziando quelle che sono le differenze tra i vari algoritmi individuando delle possibilità di ottimizzazione degli stessi. La metodologia utilizzata comprende una raccolta di documenti e dati per trattare in maniera completa l’argomento e l’utilizzo di software di programmazione e ambienti di simulazione per poter scrivere gli algoritmi e simularli in ambiente virtuale in modo da verificarne l’efficienza e la correttezza. I risultati indicano che tra le varie strategie di pianificazione del percorso dei droni, l’algoritmo D* è il più utilizzato dalle aziende perché ha un costo computazionale minore rispetto agli altri algoritmi ed inoltre risulta essere il più adatto da utilizzare quando il robot, in questo caso il drone, si muove in uno spazio disordinato, come può essere appunto lo spazio libero. Le conclusioni ci suggeriscono che, anche se l’algoritmo D* risulta essere il più utilizzato, non è esente da ottimizzazioni che ne migliorerebbero il funzionamento, l’efficienza e il costo computazionale. Essendo il campo della pianificazione del percorso in continuo sviluppo, nei prossimi anni ci troveremo davanti ad algoritmi del tutto nuovi o a versioni migliori di quelle ora presenti che andranno a migliorare il funzionamento dei droni.