Um Sistema Autônomo para Navegação de Cadeiras de Rodas Robóticas Orientadas a Pessoas com Deficiência Motora Severa

Nome: Wanderley Cardoso Celeste
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 05/08/2009
Orientador:

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

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Edson de Paula Ferreira Examinador Interno
Jose Leandro Félix Salles Examinador Interno
Mario Sarcinelli Filho Coorientador
Pablo Javier Alsina Examinador Externo
Paulo Farias Santos Amaral Examinador Interno
Ricardo Carelli Coorientador
Teodiano Freire Bastos Filho Orientador

Resumo: Esta tese propõe um sistema autônomo para navegação de cadeiras de rodas robóticas como solução para o problema de locomoção enfrentado por pessoas com deciência motora severa. Ele consiste de um sistema de controle, de um sistema para geração de referências, e de um sistema supervisório. O sistema de controle é formado por um conjunto de controladores cinemáticos responsáveis por realizar tarefas especícas de controle de uma Cadeira de Rodas Robótica (CRR), além de uma compensação dinâmica capaz de adaptar-se a variações do comportamento dinâmico, comuns em CRRs, e de garantir a robustez frente a perturbações não modeladas. É vericado formalmente que todos os controladores envolvidos garantem a estabilidade do sistema como um todo, mesmo quando um dos controladores é trocado por outro (comutação). É possível, assim, a realização de tarefas mais complexas, sob a coordenação do sistema supervisório, tais como seguir um caminho de referência, desviando de possíveis obstáculos, e orientando-se no destino. Tais tarefas são realizadas com o cuidado de preservar a segurança e o conforto do usuário.
É proposto, também, um modelo dinâmico parametrizado que descreve a dinâmica do sistema formado pela CRR e seu usuário. Tal modelo permite a formulação de uma lei de compensação que leva em conta uma possível variação da dinâmica do sistema. Resultados de simulações e de experimentos realizados em um protótipo de CRR comprovam o bom desempenho do sistema quando submetido a tais variações. Verica-se, também, que o sistema se comporta muito bem frente a perturbações provenientes de fontes diversas, justicando a existência de uma compensação dinâmica adaptativa e robusta para CRRs.

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