# Navegação (robótica)

Para qualquer robô móvel, a capacidade de navegar no ambiente em que se encontra é essencial. Em primeiro lugar, a navegação deve evitar situações perigosas, como colisões, e condições inseguras (temperatura, radiação, exposição ao clima, etc.). No entanto, se o robô tiver objetivos relacionados a locais específicos neste ambiente, ele deverá ser capaz de encontrar esses locais. Na Robótica, a navegação é a capacidade do robô em determinar sua própria posição e, em seguida, planejar um caminho para algum local desejado, chamado meta. Para navegar em seu ambiente, o robô, ou qualquer outro dispositivo móvel, requer uma representação do ambiente, um mapa, e a capacidade de interpretar essa representação.$^[$
A navegação pode ser definida como a combinação das três competências fundamentais:$^[$
* Auto-localização
* Planejamento de rota
* Construção e interpretação de mapas
A competência de localização do robô denota a capacidade do robô de estabelecer sua própria posição e orientação dentro do quadro de referência, ou seja, saber em que posição do mapa o robô se encontra. O planejamento de rota é efetivamente uma extensão da localização em que dadas a posição atual do robô e da posição da meta, no mesmo quadro de referência ou coordenadas, é possível traçar uma rota que deverá ser perseguida pelo robô e que será otimizada em relação a algum parâmetro (como distância ou tempo).$^[$ A representação do ambiente pode ser realizada de diversas formas, as duas formas mais comuns são a representação métrica e a representação topológica (grafo). Alguns sistemas de navegação robóticos são capazes de realizar a localização e mapeamento simultaneamente.

## Navegação baseada em visão

A navegação baseada em visão, ou navegação óptica, utiliza algoritmos de visão computacional e sensores ópticos, incluindo sensor de distância a laser e câmeras fotométricas de matrizes CCD, para extrair os recursos visuais necessários para a localização no ambiente baseado no que é visível nos arredores.$^[$ No entanto, existem várias técnicas para navegação e localização usando informações de visão, os principais componentes$^[$ de cada técnica são:
* representações do ambiente
* modelos de detecção
* algoritmos de localização

### Navegação em ambientes internos

A maneira mais fácil de fazer um robô ir para um local de objetivo é simplesmente guiá-lo para esse local. Essa orientação pode ser realizada de diferentes maneiras: enterrando ímãs no chão, pintando linhas no chão ou colocando beacons, marcadores, códigos de barras etc. no ambiente.$^[$ Robôs navegados por esses guias são conhecidos como veículos guiados automatizados (AGVs) e são usados em cenários industriais para tarefas de transporte. A navegação interna de robôs também é possível por dispositivos de posicionamento interno baseados em sensores inerciais.

### Navegação em ambientes externos

Alguns algoritmos recentes de navegação em ambientes externos são baseados em redes neurais convolucionais e aprendizado de máquina.

### Controladores de voo autônomo

Controladores de voo autônomo de código aberto típicos têm a capacidade de voar no modo totalmente automático e executar as seguintes operações$^[$:
* Decolar do chão e voar para uma altitude definida
* Voar para um ou mais pontos alvo
* Órbitar em torno de um ponto designado
* Retornar à posição de lançamento
* Descer com uma velocidade especificada e aterrissar a aeronave
O controlador de voo a bordo utilizada-se de GPS para navegação e voo estabilizado e, com frequência, conta também com "sistemas baseados em satélite aumentados" (SBAS) e sensor de altitude (pressão barométrica).

## Navegação inercial

Alguns sistemas de navegação para robôs aéreos são baseados em sensores inerciais.

## Navegação acústica

Veículos subaquáticos autônomos podem ser guiados por sistemas de posicionamento acústico subaquáticos. Sistemas de navegação usando sonares também já foram desenvolvidos.

## Navegação a rádio

Os robôs também podem determinar suas posições usando a navegação a rádio.