Development of Control Strategies for Autonomous Navigation of Multi-Articulated Robotic Vehicles in Backward Movements
Nome: DIEGO NUNES BERTOLANI
Data de publicação: 29/11/2023
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Papel |
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| MARIO SARCINELLI FILHO | Orientador |
Resumo: Esta tese se insere na área de robótica móvel, com foco no problema de controle de Veículos Robóticos Multiarticulados (VRMA) terrestres a rodas. Tais robôs são caracterizados, geralmente, por um elemento trator (ativo) e diversos trailers (passivos). O objetivo é dotar estes sistemas da capacidade de realizar tarefas de navegação, em geral, em ambientes com restrições, como obstáculos que dificultam a navegação do robô no ambiente. Assim, nesta tese foram desenvolvidos controladores não lineares para guiar esses veículos na realização de manobras de seguimento de trajetória e de caminho. Foi proposta uma estratégia de transmissão de velocidades entre os elementos da composição, que permitiu utilizar o veículo sem a necessidade de realizar uma modelagem completa do sistema. Esta estratégia foi validada e se consolidou como uma das contribuições deste trabalho, por ser simples e aplicável a qualquer cadeia articulada. Além disso, implementou-se um controle dinâmico somente para o elemento trator, e foi possível comprovar que este controlador consegue reduzir os erros de navegação de toda a cadeia articulada. Outro resultado desta pesquisa foi obtido utilizando o controle adaptativo do VRMA, em que foi possível navegar com pequenos erros de posição, mesmo com alteração de carga nos trailers durante o percurso estipulado. Implementou-se, também, o controle baseado em espaço nulo para priorizar tarefas de desvio de obstáculos, tanto estáticos quanto dinâmicos, para o veículo. Além disso, outra estrutura de controle testada foi a formação heterogênea deste VRMA com um robô aéreo para tarefas de inspeção
em ambientes com e sem obstáculos. Os experimentos realizados nesta pesquisa foram feitos utilizando como plataforma de testes dois trailers desenvolvidos por este autor e um robô de tração diferencial comercial. Espera-se que esta tese contribua para a literatura, e de alguma forma seja útil para futuros trabalhos nesta linha de pesquisa.
