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Tolerância a falhas em robôs manipuladores cooperativos ; Fault tolerance in cooperative robotic manipulators

Tinós, Renato
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 30/01/2003 PT
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37.45%
O problema da tolerância a falhas em robôs manipuladores cooperativos conectados rigidamente a um objeto indeformável é estudado nesta tese. A tolerância a falhas é alcançada através de reconfiguração do sistema de controle. Primeiro, a falha é detectada e isolada. Então, o sistema de controle é reconfigurado de acordo com a falha isolada. As falhas em robôs manipuladores são primeiramente estudadas de acordo com suas consequências no sistema cooperativo. Quatro tipos de falhas são identificados: juntas com balanço livre (sem atuadores ativos), bloqueadas, com informação incorreta de posição e com informação incorreta de velocidade. A detecção e a isolação dos dois primeiros tipos de falhas são alcançadas através de um sistema utilizando redes neurais artificiais. Redes do tipo MLP são empregadas para mapear a dinâmica dos robôs cooperativos sem falhas e uma rede RBF é utilizada para a classificação do vetor de resíduos. As falhas do tipo informação incorreta de posição ou velocidade das juntas são detectadas e isoladas através do uso das restrições impostas pela cadeia cinemática fechada presente no sistema cooperativo. Quando falhas do tipo juntas com balanço livre ou bloqueadas são isoladas...

Uma arquitetura de controle inteligente para múltiplos robôs; An intelligent control architecture for multi-robots

Faria, Gedson
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 24/04/2006 PT
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O desenvolvimento de arquiteturas de controle para múltiplos robôs em ambientes dinâmicos tem sido tema de pesquisas na área de robótica. A complexidade deste tema varia de acordo com as necessidades exigidas da equipe de robôs. Em geral, espera-se que os robôs colaborem uns com os outros na execução de uma tarefa. Além disso, cada robô deve ser capaz de planejar trajetórias e replanejá-las em caso de situações inesperadas. No presente trabalho, propomos uma Arquitetura de Controle Inteligente para múltiplos robôs denominada ACIn. Para esta finalidade, foram investigadas algumas técnicas utilizadas para o controle inteligente de robôs, tais como, Redes Neurais Artificiais, Campos Potenciais e Campos Potenciais baseados em Problema do Valor de Contorno (PVC). Tais técnicas, normalmente utilizadas para um único robô, foram adaptadas para tornar possível o controle de múltiplos robôs sob arquitetura ACIn. Uma outra contribuição deste trabalho refere-se ao aperfeiçoamento da técnica de Campos Potenciais baseada PVC denominada Campos Potenciais Localmente Orientados (CPLO). Este aperfeiçoamento foi proposto para suprir a deficiência das técnicas baseadas em PVC quando estas são aplicadas em ambientes com múltiplos robôs. Além disso...

Ambiente de programação de robôs móveis; Mobile robot programming environment

Salazar, Sergio Ricardo Godinho
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 18/04/2008 PT
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Este trabalho propõe um Ambiente de Programação de Robôs Móveis direcionado especialmente à língua portuguesa, que consiste em um novo ambiente de programação gráfica e textual, capaz de atender a perfis diferenciados de usuários. O ambiente de programação contém três módulos para programação de robôs móveis: o modulo C ou editor C, o módulo Assembly ou editor Assembly, e o módulo blocos que é um módulo que contêm blocos de programação para auxiliar os programadores inexperientes a programarem robôs móveis por meio de uma meta linguagem desenvolvida que encapsula a linguagem C. O diferencial deste trabalho consiste na Gramática adaptativa criada para robôs móveis, que é uma derivação das gramáticas descendentes recursivas com um mecanismo de busca ("look ahead"). A derivação encontra-se na definição formal de gramática que foi adaptada nessa proposta para permitir a categorização de terminais da gramática, adicionando um passo a mais na compilação, que é a checagem de categorias permitidas da linguagem. Nesta dissertação são relacionados alguns ambientes de programação de robôs disponíveis na literatura bem como uma discussão de suas características. Também são apresentados experimentos realizados com usuários não especializados em programação...

Ambiente de desenvolvimento de aplicações para robôs móveis; Environment for development applications for mobile robots

Scatena, Jean Miler
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 13/08/2008 PT
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Recentes avanços na tecnologia de robôs móveis têm sido direcionados para um novo tipo de sistema robótico o qual é denominado de robô pessoal. Esses robôs realizam tarefas caseiras cotidianas, além de interagir e auxiliar pessoas que necessitam de cuidados especiais. Para realizar tais tarefas são necessárias medidas de interação e programação entre o robô e o ser humano. Essa interface é discutida em diversas pesquisas que evidenciam a necessidade de um ambiente de desenvolvimento de aplicações para robôs com alto nível de abstração e que possua uma interface amigável. Com isso, o presente trabalho vem contribuir com essa nova área de pesquisa através da proposta de um ambiente de desenvolvimento de aplicações para robôs com alto nível de abstração utilizando blocos de tarefas, que se destina tanto a programadores experientes quanto a usuários com pouco conhecimento de programação. Para realizar o interfaceamento com esses dois tipos de usuários, o ambiente provê um módulo de programação avançado que se destina à criação de novas tarefas, e um módulo de programação específico para usuários com pouco conhecimento em programação, com uma interface amigável. No módulo avançado as novas tarefas utilizam a estrutura de uma biblioteca de alto nível de abstração (Java for Robotics)...

Estudo de coordenação de robôs móveis com obstáculos; Study of coordination of mobile robots with obstacle avoidance

Ventura, José Miguel Vilca
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/09/2011 PT
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Coordenação de robôs móveis é um tópico importante de pesquisa dado que existem tarefas que podem ser desenvolvidas de forma mais eficiente e com menor custo por um grupo de robôs do que por um só robô. Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre coordenação de robôs móveis para o problema de navegação em ambientes externos. Para isso, foi desenvolvido um sistema de localização utilizando os dados de odometria e do receptor GPS, e um sistema de desvio de obstáculos para planejar a trajetória livre de obstáculos. Os movimentos coordenados foram realizados em função de um líder e qualquer robô da formação pode assumir a liderança. A liderança é assumida pelo robô que ultrapassar a distância mínima a um obstáculo. Movimentos estáveis são gerados através de uma lei de controle descentralizada baseada nas coordenadas dos robôs. Para garantir a estabilidade da formação quando há alternância de líder ou remoção de robôs, foi feito controle tolerante a falhas para um grupo de robôs móveis. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H 'INFINITO' por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir a estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. Os resultados do sistema de localização mostram que o uso de filtro robusto para a fusão de dados produz uma melhor estimativa da posição do robô móvel. Os resultados também mostram que o sistema de desvio de obstáculos é capaz de gerar uma trajetória livre de obstáculos em ambientes desconhecidos. E por fim...

Estratégias inteligentes aplicadas em robôs móveis autônomos e em coordenação de grupos de robôs; Intelligent strategies applied to autonomous mobile robots and groups of robots

Pessin, Gustavo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/04/2013 PT
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O contínuo aumento da complexidade no controle de sistemas robóticos, bem como a aplicação de grupos de robôs auxiliando ou substituindo seres humanos em atividades críticas tem gerado uma importante demanda por soluções mais robustas, flexíveis, e eficientes. O desenvolvimento convencional de algoritmos especializados, constituídos de sistemas baseados em regras e de autômatos usados para coordenar estes conjuntos físicos em um ambiente dinâmico é um desafio extremamente complexo. Diversos modelos de desenvolvimento existem, entretanto, muitos desafios da área da robótica móvel autônoma continuam em aberto. Esta tese se insere no contexto da busca por soluções inteligentes a serem aplicadas em robôs móveis autônomos com o objetivo de permitir a operação destes em ambientes dinâmicos. Buscamos, com a investigação e aplicação de estratégias inteligentes por meio de aprendizado de máquina no funcionamento dos robôs, a proposta de soluções originais que permitam uma nova visão sobre a operação de robôs móveis em três dos desafios da área da robótica móvel autônoma, que são: localização, navegação e operações com grupos de robôs. As pesquisas sobre localização e coordenação de grupos apresentam investigação e propostas originais...

Um modelo aberto para robôs manipuladores de serviço

Raposo, Emerson Pereira
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Tese de Doutorado Formato: xiv, 125 f.| il.
POR
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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.; Desde a década de 80 existem várias tentativas de criar a base funcional de hardware e software para sistemas de controle de robôs, baseados em um padrão aberto. Entretanto, somente a partir de 1990 é que realmente foram obtidos abrangência de resultados complementares. Dentre os principais trabalhos realizados de maneira unificada a partir de diversas universidades, centros de pesquisas e empresas advindas de diferentes continentes, têm-se o projeto OSACA que é uma iniciativa vinda da Europa. A outra proposta é o OMAC que tem origem nos Estados Unidos, e, por fim, a última abordagem é denominada OSEC, nascida no Japão. Mas, nenhuma delas chegou a um robô aberto. Em termos gerais, este trabalho pretende definir um modelo aberto para robôs que atenda a especificações rígidas de sistema aberto, respeite padrões internacionais de software e hardware, flexibilize as aplicações na área de robótica e permita, dessa forma, disseminar a utilização de robôs em áreas até então pouco exploradas. Para tal, foi definida uma especificação padrão de sistema aberto de modo a fornecer suporte para a implementação de sistemas de controle de robôs usando a filosofia de sistemas abertos. Assim...

Extensão da programação genética distribuída para suportar a evolução do sistema de controle em uma população de robôs móveis

Perez, Anderson Luiz Fernandes
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Tese de Doutorado Formato: xviii, 97 p.| il., grafs., tabs.
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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010; As pesquisas em robótica móvel visam o estudo e o desenvolvimento de máquinas capazes de se locomover de forma autônoma ou semi-autônoma. Quando a locomoção se dá em ambientes ruidosos, não controlados ou desconhecidos, é necessário que o sistema de controle seja flexível para permitir a auto-adaptação, conforme se dá a interação do robô com o ambiente. Para tornar o sistema de controle de um robô móvel mais adaptável é necessário utilizar alguma técnica de aprendizado que permita que o sistema se modifique ao longo de sua execução. A robótica evolucionária objetiva o desenvolvimento de sistemas de controle adaptativos baseados em técnicas da computação evolucionária. A evolução embarcada faz com que o processo evolucionário ocorra sobre uma população de robôs móveis, isto é, acontece entre os indivíduos que fazem parte da população de robôs. Neste trabalho é apresentado o algoritmo da xPGD, uma Extensão do algoritmo da Programação Genética Distribuída, capaz de suportar a evolução do sistema de controle de uma população de robôs móveis. Também é apresentado o Sistema de Execução...

Modelagem e otimização de forças e torques aplicados por robôs com redundância cinemática e de atuação em contato com o meio

Weihmann, Lucas
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 332 p.| il., grafs., tabs.
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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011; O aumento da complexidade das tarefas de robôs industriais e a expansão da utilização de robôs de serviço requerem o aprofundamento de estudos sobre a interação de robôs com o meio. Esta interação pode ser estática, quando não existe movimento relativo do robô com o meio, ou dinâmica, quando existe movimento relativo do robô em relação ao meio, mas o contato é mantido durante esta movimentação. Quando a movimentação é lenta, é possível considerar a interação como quase-estática, pois os efeitos dinâmicos podem ser desprezados. Na execução de determinadas tarefas, os robôs industriais e os robôs de serviço podem ser levados ao limite de sua capacidade de força-momento. Se a capacidade de força-momento do robô é excedida, danos materiais e ferimentos em pessoas podem ocorrer durante a execução de uma tarefa. A capacidade de força-momento de um robô depende dos torques em seus atuadores, de sua configuração, da posição e orientação de seu efetuador e das ações presentes no contato com o meio. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para determinação da capacidade de forçamomento de robôs em condições estáticas ou quase-estáticas. Esta metodologia é estendida para a otimização da capacidade de força-momento ao longo de uma trajetória. Em comparação com as abordagens existentes na literatura...

Coordenação em sistemas multi-robôs utilizando métodos baseados em autômatos

Pavei, Jonatas
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 143 p.| il., tabs.
POR
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas; O problema da coordenação de um sistema multi-robôs, que pode realizar atividades mais complexas e de forma mais rápida e eficiente que um único robô, é um tema complexo que apresenta um importante desafio de pesquisa. O planejamento de trajetórias e de tarefas são alguns dos problemas fundamentais dos sistemas multi-robôs e se referem a encontrar caminhos livres de colisão para cada robô determinado a realizar uma dada tarefa. Obviamente, para alcançar estes caminhos livres de colisão, algum tipo de coordenação é indispensável. Para garantir propriedades de segurança e alcançabilidade, este trabalho se interessa em estudar o uso de técnicas de modelagem e de verificação formal na solução deste tipo de problema. Para tal, duas diferentes técnicas para a solução do planejamento e coordenação de sistemas multi-robôs foram abordadas. Na primeira técnica, Teoria de Controle Supervisório, o problema consiste em calcular o supervisor ótimo que representa a lógica de controle utilizada para o planejamento de tarefas. Na segunda técnica, Autômato Jogo-Temporizado...

Proposta de uma arquitetura para alocação de tarefas em grupos de robôs móveis baseada em acordo bizantino

Klipp, Telmo dos Santos
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso Formato: 73p.
PT_BR
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TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Araranguá, Curso de Tecnologias da Informação e Comunicação.; Robôs móveis vêm sendo usados cada vez mais para a execução de inúmeras tarefas, seja na indústria, na prestação de serviços ou em aplicações militares. Muitas tarefas são de natureza complexa e exigem a adoção de mais de um robô para sua completa execução. Sendo assim, a formação de grupos de robôs é fundamental e deve basear-se nas características da tarefa a ser executada, ou seja, das exigências funcionais do que é preciso para executá-la, mas também garantindo que, havendo uma falha de um ou mais robôs, a tarefa poderá ser concluída, mes-mo em um tempo computacionalmente maior. Assim os robôs membros de um grupo devem ser escolhidos baseados em critérios físicos, comportamentais (habilidades) e de tolerância a falhas. Uma maneira de garantir a execução de uma tarefa por um grupo de robôs é adotar alguma técnica de tolerância a falhas, tal como o acordo bizantino. Acordo bizantino é basea-do no princípio de que havendo falha de um robô no grupo existirão tantos outros que poderão dar continuidade a execução da tarefa. Este trabalho apresenta uma proposta de arquitetura para a alocação de tarefas em sistema multi-robôs baseada na taxonomia MRTA e que utiliza acordo bizantino para garantir o consenso e a resiliência entre membros de um grupo de robôs.; Mobile robots are increasingly being used to perform many tasks...

Desenvolvimento de um sistema de controle embarcado para a equipe de futebol de robôs Araranguá Intruders

Freitas, Stefáni Antonelli Goerck de
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso Formato: 74p.
PT_BR
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TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Araranguá, Curso de Tecnologias da Informação e Comunicação.; Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de controle embarcado para a equipe de futebol de robôs Araranguá Intruders. O futebol de robôs possui várias categorias e uma delas é a F180. A sistemática do jogo é baseada em robôs, que estão em campo, e um compu-tador externo que envia os comandos que devem ser executados por cada robô. Nesse caso os robôs são jogadores passivos, tendo o papel apenas de agir de acordo com a ação que lhe foi enviada. Este projeto visa fazer com que os robôs tenham um comportamento mais “inteligen-te”, fazendo com que estes sejam agentes ativos dentro de campo, participando intensamente do jogo. Para isso foi necessário o desenvolvimento de um sistema embarcado que levasse em consideração não apenas informações vindas do computador técnico, mas também de sensores embarcados nos robôs que os ajudassem na percepção do ambiente. Esse sistema usou técni-cas de interrupção e de tempo real. O sistema desenvolvido permite que o robô execute ações, baseadas em dados recebidos do computador técnico e do seu próprio sistema em resposta às ativações dos sensores. O sistema embarcado foi projetado com dois níveis de controle...

Framework para programação off-line de robôs

Bottazzi, Vitor Santos
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em 27/02/2007 POR
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This master thesis addresses the on-line programming problems which deals with reduce time integration to manufacture cells thought off-line robots pro¬gramming using exchange file projects. The industrial robot programming is a work for specialist in robotics. Today, this work is very hard because there are many robot manufacturers with different languages and different programming environments. Although, off-line programming is an way that can reduce drastically the machines step time to maintenance. ln this work is proposed a off-line programming environment, capable of extract the boun¬dary information of a piece from neutral files. Handle this information to program some specific application like a piece placement, welding, or pain¬ting of a single piece placed at a stable position. This tool is based in an abstract model to program robots, encapsulate in java classes. The main ad¬vantage of object oriented paradigm is best source code utilization. Grouping the business classes in modules by functionalities, we can reduce complexity between low matching. Recognized patterns like Façade and Template Method constructs the base to develop this programming framework. The programming robot languages used in this work was Rapid...

Arquitectura wormhole aplicada a robôs móveis

Cruchinho, Gonçalo Manuel Cardoso
Fonte: Universidade de Lisboa Publicador: Universidade de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2011 POR
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Trabalho de projecto de mestrado em Engenharia Informática (Arquitectura, Sistemas e Redes de Computadores), apresentado à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011; A utilização de robôs cada vez mais generalizada, incidindo mais sobre as áreas de exploração, segurança e entretenimento. Com a introdução de equipas, os robôs conseguem apresentar um aumento na produtividade das suas tarefas, conseguindo fazer mais em menos tempo, embora com essa adição, alguns problemas possam surgir. Esses problemas advém da introdução¸ ao da componente comunicacional necessária `a equipa, que pode causar atrasos nas tarefas que o robô efectua, devido `a necessidade que o robô passa ter de valores externos fornecidos por outros robôs e existir uma demora incontrolável na obtenção desses valores. Para mitigar o problema indicado acima, foi criado anteriormente um middleware que garante o controlo atempado de robôs virtuais. Esse middleware foi criado utilizando a arquitectura wormhole, que define dois componentes, um simples e outro complexo, ambos capazes de controlar o robô. O componente simples garante a propriedade de execução¸ ao síncrona que pode ser utilizada pelo componente complexo. O componente complexo tenta sempre que possível controlar o robô enquanto o componente simples apenas o tenta controlar quando o complexo não o consegue. Este projecto incide sobre o middleware identificado anteriormente...

Estratégias baseadas em aprendizado para coordenação de uma frota de robôs em tarefas cooperativas

Aranibar, Dennis Barrios
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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37.53%
In multi-robot systems, both control architecture and work strategy represent a challenge for researchers. It is important to have a robust architecture that can be easily adapted to requirement changes. It is also important that work strategy allows robots to complete tasks efficiently, considering that robots interact directly in environments with humans. In this context, this work explores two approaches for robot soccer team coordination for cooperative tasks development. Both approaches are based on a combination of imitation learning and reinforcement learning. Thus, in the first approach was developed a control architecture, a fuzzy inference engine for recognizing situations in robot soccer games, a software for narration of robot soccer games based on the inference engine and the implementation of learning by imitation from observation and analysis of others robotic teams. Moreover, state abstraction was efficiently implemented in reinforcement learning applied to the robot soccer standard problem. Finally, reinforcement learning was implemented in a form where actions are explored only in some states (for example, states where an specialist robot system used them) differently to the traditional form, where actions have to be tested in all states. In the second approach reinforcement learning was implemented with function approximation...

Planejamento cooperativo de tarefas em um ambiente de futebol de robôs

Yamamoto, Marcelo Minicuci
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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37.53%
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método de coordenação e cooperação para uma frota de mini-robôs móveis. O escopo do desenvolvimento é o futebol de robôs. Trata-se de uma plataforma bem estruturada, dinâmica e desenvolvida no mundo inteiro. O futebol de robôs envolve diversos campos do conhecimento incluindo: visão computacional, teoria de controle, desenvolvimento de circuitos microcontrolados, planejamento cooperativo, entre outros. A título de organização os sistema foi dividido em cinco módulos: robô, visão, localização, planejamento e controle. O foco do trabalho se limita ao módulo de planejamento. Para auxiliar seu desenvolvimento um simulador do sistema foi implementado. O simulador funciona em tempo real e substitui os robôs reais. Dessa forma os outros módulos permanecem praticamente inalterados durante uma simulação ou execução com robôs reais. Para organizar o comportamento dos robôs e produzir a cooperação entre eles foi adotada uma arquitetura hierarquizada: no mais alto nível está a escolha do estilo de jogo do time; logo abaixo decide-se o papel que cada jogador deve assumir; associado ao papel temos uma ação específica e finalmente calcula-se a referência de movimento do robô. O papel de um robô dita o comportamento do robô na dada ocasião. Os papéis são alocados dinamicamente durante o jogo de forma que um mesmo robô pode assumir diferentes papéis no decorrer da partida

Desenvolvimento de um Sistema de Visão Global para uma Frota de Mini-Robôs Móveis

Aires, Kelson Rômulo Teixeira
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; Automação e Sistemas; Engenharia de Computação; Telecomunicações
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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Navigation based on visual feedback for robots, working in a closed environment, can be obtained settling a camera in each robot (local vision system). However, this solution requests a camera and capacity of local processing for each robot. When possible, a global vision system is a cheapest solution for this problem. In this case, one or a little amount of cameras, covering all the workspace, can be shared by the entire team of robots, saving the cost of a great amount of cameras and the associated processing hardware needed in a local vision system. This work presents the implementation and experimental results of a global vision system for mobile mini-robots, using robot soccer as test platform. The proposed vision system consists of a camera, a frame grabber and a computer (PC) for image processing. The PC is responsible for the team motion control, based on the visual feedback, sending commands to the robots through a radio link. In order for the system to be able to unequivocally recognize each robot, each one has a label on its top, consisting of two colored circles. Image processing algorithms were developed for the eficient computation, in real time, of all objects position (robot and ball) and orientation (robot). A great problem found was to label the color...

Controle de movimentos coordenados de robôs móveis quando os robôs assumem a liderança de maneira aleatória; Control of coordinated movements of mobile robots when the robots take the lead in a random

Francisco, Tatiane Batista Rocha
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/03/2009 PT
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Neste mestrado propõe-se um estudo sobre o controle automático de sistemas dinâmicos para o problema de coordenação de robôs móveis. Os movimentos coordenados serão realizados em função de um líder e qualquer robô da formação pode assumir a liderança de maneira aleatória. Os robôs trocam informação através de um grafo direcionado (dígrafo) de comunicação, definido a-priori e, movimentos estáveis são gerados através de uma lei de controle descentralizada baseada nas coordenadas dos robôs. Além disso, as equações dinâmicas não lineares dos robôs são descritas na forma de espaço de estado sendo os parâmetros das matrizes dependentes da velocidade angular das rodas. Esta representação, conhecida como Quase Linear a Parâmetros Variantes (Quase-LPV), é utilizada no projeto de controle H \'INFINITO\' não linear para sistemas dinâmicos. Para garantir a estabilidade da formação quando há alternância de líder ou remoção de robôs, foi feito o controle robusto e controle tolerante a falhas para um grupo de robôs móveis com rodas (RMRs). O controle robusto é baseado em controle H \'INFINITO\' não linear via realimentação do estado e controle H \'INFINITO\' não linear via realimentação da saída. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H \'INFINITO\' por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir a estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. Resultados em simulação são apresentados para os controladores utilizados.; This dissertation proposes a study on the automatic control of dynamic systems to the problem of coordination of mobile robots. The coordinated motions are performed with the robots following a leader...

Plataforma de software para técnicas de navegação e colaboração de robôs móveis autônomos; Software platform for autonomous mobile robot navigation and collaboration

Silas Franco dos Reis Alves
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/12/2011 PT
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A navegação e a colaboração são aspectos importantes da robótica móvel. A navegação confere aos robôs móveis as habilidades básicas de interação com o ambiente, os obstáculos e agentes nele situado. Já a colaboração permite que os robôs coordenem sua navegação e interação com o ambiente de forma que os permita realizar tarefas complexas de forma rápida e eficiente. Neste trabalho de pesquisa foi desenvolvida uma plataforma de software que oferece suporte a algumas técnicas tradicionais de navegação e colaboração de robôs móveis. Com esta plataforma, é possível programar diferentes robôs com os mesmos componentes de software, o que reduz o tempo de desenvolvimento do aplicativo ao incentivar o reuso de software. Além disso, as técnicas de navegação e colaboração fornecidas pela plataforma amenizam o esforço em desenvolver o software de controle para robôs móveis colaborativos, pois a plataforma permite que o usuário concentre seus esforços na solução dos problemas pertinentes a aplicação do robô, uma vez que as técnicas de navegação e colaboração são fornecidas pela plataforma.; The navigation and collaboration are important aspects of mobile robotics. The navigation provides to mobile robots the basic skills of interaction with the environment...

Uma arquitetura de controle para robos cooperativos

Christian Manrich
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/02/2001 PT
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Sistemas multi-robóticos tendem a tomar-se cada vez mais presentes no cotidiano das pessoas, seja na forma de robôs independentes que, para conviverem em um mesmo ambiente, devem se organizar como um sistema único, seja devido à eficiência e confiabilidade que robôs cooperativos possuem. As vantagens que sistemas multi-robóticos podem oferecer são atingidas através de uma programação relativamente complexa. Arquiteturas de controle para robôs são ferramentas que auxiliam a programação destes sistemas. Esta dissertação tem como objetivo a implantação de uma arquitetura de controle para robôs cooperativos. Adotou-se como metodologia a definição dos requisitos desejados para a arquitetura, o estudo das arquiteturas existentes na literatura, a adoção daquela que mais se adequa aos requisitos deste projeto, e sua extensão de forma a atender a todos os requisitos propostos. A validação experimental da arquitetura consiste na implementação de um sistema multi-robótico envolvendo dois robôs móveis para a realização de uma tarefa cooperativa. Nesta tarefa, um dos robôs é o líder e deve guiar o segundo até a posição destino. O segundo robô não é capaz de navegar sozinho e deve seguir o líder. A principal contribuição deste projeto é a implantação de uma arquitetura para o desenvolvimento de sistemas multi-robóticos em projetos realizados pela comunidade de robótica no país; Systems composed of several robots tend to become ever more present in people's lives. Such systems may come in the form of independent robots...