Seguimento de Caminhos Por Múltiplos Robôs Coordenados: Uma Abordagem de Controle no Espaço de Formação do Agrupamento

Nome: Cassius Zanetti Resende
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 08/08/2013
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Mario Sarcinelli Filho Orientador
Ricardo Carelli Co-orientador
Teodiano Freire Bastos Filho Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Edson de Paula Ferreira Examinador Interno
Felipe Nascimento Martins Examinador Externo
Mario Sarcinelli Filho Orientador
Outro Departamento Examinador Externo
Ricardo Carelli Coorientador
Teodiano Freire Bastos Filho Coorientador
Wanderley Cardoso Celeste Examinador Interno

Resumo: Neste trabalho é proposta uma nova solução para o seguimento de caminhos por uma
formação de robôs móveis, que permite a um usuário especificar o movimento da formação
desejada sem a necessidade de especificar os movimentos individuais de cada robô. A estratégia de coordenação de robôs móveis aqui proposta se baseia na formulação geral para
especificação e controle de formações de múltiplos robôs móveis denominada "estrutura
de espaço de agrupamento", e utiliza dois novos controladores de movimento de robôs
de tração diferencial, um controlador de seguimento de trajetória e um controlador de
seguimento de caminhos. O novo controlador de seguimento de trajetória aqui proposto
utiliza regras fuzzy para determinar os ganhos do controlador de acordo com os valores de
velocidade da trajetória planejada e erros de posição. Tais regras fuzzy foram projetadas
com o objetivo de limitar os sinais de controle e também para reduzir os erros devidos
à dinâmica do robô. Similarmente, o novo controlador de seguimento de caminhos aqui
proposto também utiliza regras fuzzy para determinar seus ganhos. A estabilidade de
ambos controladores propostos é comprovada segundo a teoria de Lyapunov. Também
é agregado à estratégia de coordenação de robôs um novo método reativo para se evitar
obstáculos durante o seguimento de caminhos por múltiplos robôs coordenados. Para
reduzir o tempo de duração do processo de evasão de obstáculos e também o caminho
percorrido pelo robô, o algoritmo de evasão proposto analisa uma possível configuração de
obstáculos em relação ao robô. A estratégia de coordenação proposta foi implementada
utilizando-se três robôs móveis comerciais. Os resultados experimentais obtidos são apresentados,
os quais mostram que a formação de robôs móveis segue o caminho predefinido
com a forma desejada, validando, assim, os controladores e a estratégia de coordenação
propostos.

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