Dissertations / Theses: 'Robot móvil'

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Celedón, Aguilera Wladimir. "Interacción de un robot móvil con un objeto móvil aplicado al fútbol robótico." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/115938.

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Abstract:

Ingeniero Civil Electricista
El trabajo desarrollado tiene la finalidad de encontrar una nueva herramienta para desarrollar la toma de decisiones por parte de un robot que juega fútbol. En el transcurso de los avances en robótica, han sido muchos los intentos por encontrar una técnica de programación que permita emular el comportamiento humano en su mayor complejidad. Mientras más complejas sean las acciones, es más difícil generar un comportamiento, debido a que se necesita disponer de la plataforma que sea capaz de entregar las herramientas necesarias para ello. El lenguaje de programación XABSL utiliza el concepto de la máquina de estados finita para desarrollar un comportamiento. Establece archivos donde se pueden crear los comportamientos y los símbolos por separados y anexarlos al software del robot. Además existe un editor para este lenguaje que muestra el grafo de estados y la jerarquía de estos, lo cual facilita el diseño. El desarrollo del comportamiento del jugador (Striker) comprende buscar la pelota, ir hacia la pelota, alinearse y patearla. Se diseña una máquina de estados que a su vez llama a otras para realizar cada una de las etapas mencionadas. Para utilizar el potencial de desarrollo de esta herramienta, se trabaja en el control de los sonares, seleccionando el modo de operación y la creación de los símbolos para realizar las transiciones en la máquina de estados para la evasión. Con la mejora realizada en la adquisición de datos de los sonares y la calibración de estos para su funcionamiento, mejora la respuesta ante la aparición de obstáculos. Por otro lado el comportamiento de evasión, recibe como parámetro de entrada la posición de la pelota para ejecutar la transición de estados, lo cual es un aspecto importante que se presenta en XABSL. Patear la pelota constituye una máquina de estados con los tipos de golpes a realizar sin necesidad de establecer transiciones entre ellos. Además el jugador reduce las colisiones con las mejoras en el control de los sonares y la decisión de evadir considerando la información de la pelota.

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Arteaga, Osorio Edward Giovanni. "Sistema cliente servidor para visión de un robot móvil." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2006. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/984.

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Abstract:

La presente tesis titulada “Sistema Cliente-Servidor para Visión de un Robot Móvil usando una Wireless Lan” tiene por finalidad, analizar, desarrollar y demostrar el modo de aplicación de un Sistema Cliente-Servidor que transmite imágenes digitales, captadas por un robot móvil hacia una PC remota o servidor. Para lograr este objetivo se ha diseñado una red inalámbrica usando la especificación IEEE802.11b (llamado Wi-Fi), que es el estándar más difundido para redes de área local inalámbricas. Esta red consiste de un Punto de Acceso y de una tarjeta inalámbrica en el robot móvil, ambos elementos enlazándose por los canales de radio adecuados en la banda de frecuencia seleccionada; también se ha desarrollado un software cliente servidor que en el lado del robot móvil cumple las tareas de captación, empaquetamiento y transmisión de imágenes y en el lado del servidor las tareas de recepción, almacenamiento y visualización de las imágenes en pantalla para monitorear la exploración del robot. Estas aplicaciones de red se realizaron usando el estándar WinSock en el entorno de programación visual. La investigación teórica previa a la implementación incluyo tópicos de robótica móvil, soluciones anteriores de cliente-servidor en robot móviles, redes de computadoras, librerías software de funciones de red, un amplio estudio de las redes inalámbricas con énfasis en las redes de área local inalámbricas (WLAN) explicando las distintas tecnologías, comparando sus características, modos de funcionamiento, técnicas de transmisión y ventajas. Finalmente se define el estándar IEEE802.11b describiendo sus topologías de red, capa física y subcapa de control de acceso al medio. El sistema final desarrollado en su conjunto, hardware y software, le permite al robot móvil estar conectado a una PC remota para poderle monitorear, vislumbrar y supervisar sus funciones, consiguiendo controlar a tiempo real lo que ocurre en su centro de operaciones (hogar, comercio y oficinas). Este sistema permitirá garantizar la seguridad y eficiencia de los servicios atendidos, así como la protección de la inversión permitiendo actuar en la brevedad ante cualquier desperfecto o peligro en la interacción hombre-maquina; proporcionando el bienestar de la colectividad atendida que es el objeto de toda obra humana final.
Tesis

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Rodríguez, Rodríguez Jorge Antonio. "Robot móvil con visión estereoscópica para la localización de objetos." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2009. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/725.

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Abstract:

El procesamiento de imágenes aplicado al campo de control y automatización de sistemas industriales ha tenido una gran influencia en la tecnología de los robots móviles; así se han venido desarrollando diversas técnicas de visión para poder obtener nuevos parámetros cada vez más precisos sobre el entorno de trabajo del robot móvil. Las técnicas de reconocimiento de objetos y visión estereoscópica han demostrado ser una herramienta muy útil, ya que gracias a esto, los vehículos no tripulados pueden llegar a tener una mejor interacción con su entorno, lo cual resulta en un mejor desenvolvimiento en las diferentes tareas que realizan El presente trabajo de tesis describe la implementación de un sistema de visión estéreo aplicado al campo de los robots móviles para la localización de objetos, el cual tiene como principal características encontrar la distancia en coordenadas XYZ de un objeto en particular; para que luego esta información sea llevada al robot. Tanto para la tarea de segmentación como del cálculo de coordenadas se utilizará a la librería OpenCV la cual nos permite el uso de los diferentes algoritmos de procesamiento de imágenes. La etapa de visión estéreo propiamente dicha se llevará a cabo mediante la implementación de las siguientes etapas: cálculo de los parámetros de las cámaras, calibración, rectificación de imágenes y finalmente la triangulación, método por el cual se obtienen las coordenadas deseadas. El sistema de visión estéreo desarrollado será implementado en un computador embebido y se va comunicar con el robot móvil mediante protocolo TCP/IP para el envió de las diferentes coordenadas.
Tesis

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Collarte, Bondy Federico. "Robot móvil con posicionamiento global, transmisión de datos y video inalámbrico." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2013. http://hdl.handle.net/10757/273543.

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Abstract:

El trabajo de tesis aquí presentado tiene como finalidad mostrar y dar sustento a las diferentes etapas del diseño y desarrollo de un robot móvil que cuente con la capacidad de posicionarse globalmente de manera autónoma y de transmitir datos y video de manera inalámbrica. El nombre con el que se denomina a este robot es: Global Explorer Robot, o GXbot. La principal motivación para el desarrollo de un robot de tales características es la preocupación de los proyectistas por presentar una aplicación tecnológica innovadora a un problema cotidiano: la seguridad. Es por esto que el GXbot es diseñado en base a funcionalidades que permitan servir al ser humano en diferentes aplicaciones de seguridad, entre las que se destacan las siguientes: explorador y vigilante de perímetros, y explorador de ambientes altamente contaminados o explosivos. El problema planteado es el siguiente: ¿Puede un robot como el GXbot ser aceptado como herramienta de apoyo a la seguridad? Frente a esta interrogante se ha planteado la siguiente hipótesis: las características y funcionalidades del GXbot lo convierten en una valiosa herramienta de apoyo a la seguridad, debido a que permitirá conocer el entorno de manera anticipada, permitiendo una mejor preparación para enfrentar los riesgos del entorno y minimizando la exposición del ser humano a estos riesgos.
Tesis

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Pérez, Arias Heivilina. "“Robot móvil con percepción auditiva y sistema de control a distancia”." Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma del Estado de México, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11799/104957.

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Abstract:

Tesis
En este documento se presenta el diseño e implementación de un robot móvil con percepción auditiva y sistema de control a distancia, a partir de un mini robot con locomoción por ruedas, manipulado mediante comandos de voz. El objetivo principal del proyecto es la inclusión de dos métodos de comunicación del usuario con el robot: a) local, con la integración de un módulo de reconocimiento de voz instalado en la estructura del prototipo, y b) remoto, a través de una aplicación denominada “Mi robot móvil”, desarrollada en la plataforma de programación MIT App Inventor 2, diseñada para el entorno Android. El propósito de esta aplicación es establecer comunicación vía Bluetooth entre un teléfono celular y el robot, además del envió de instrucciones emitidas por medio de comandos de voz, aprovechando el reconocimiento de voz de Google. Para el desarrollo del proyecto se hizo uso de la metodología de desarrollo de software en espiral, que cuenta con cuatro fases: planeación, modelado, construcción y despliegue. Este método fue seleccionado al efectuar un análisis para conocer la secuencia de pasos o etapas a cumplir con la realización de un sistema. Se identificó que dicha metodología corresponde con un modelo evolutivo para el desarrollo de software, que permite la integración de elementos de hardware. Al finalizar cada iteración, se obtienen actividades de retroalimentación para la mejora del diseño y de la programación. Una característica destacable del robot es la inclusión de un sensor ultrasónico que permite la detección de objetos próximos mientras ejecuta el recorrido de una trayectoria, lo que le confiere la habilidad de evadir los obstáculos presentes, evitando choques o incidentes que causen daños a su misma estructura. Para la etapa de pruebas se empleó un espacio confinado con paredes de cartón y obstáculos para validar su funcionamiento. Como resultado, se obtiene el desplazamiento satisfactorio del móvil dentro de un área regular, ejecutando los movimientos ordenados por el usuario mediante comandos de voz, haciendo uso de cualquiera de los dos métodos de comunicación establecidos. Independiente a la forma de manejo, el robot es capaz de realizar la evasión de obstáculos durante su recorrido.

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Arellano, Zea Luis Alberto. "Diseño e implementación de un robot móvil con Control de trayectoria mediante principios odométricos." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2015. https://hdl.handle.net/20.500.12672/4440.

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Abstract:

El presente trabajo de tesis consiste en el diseño e implementación de un robot móvil de tres grados de libertad, capaz de controlar su posición y trayectoria en un plano cartesiano, además de posicionarse en lugares definidos por el usuario. El objetivo del proyecto es controlar el movimiento del robot, manipulando su traslación y rotación de manera precisa y eficiente. El móvil utiliza dos motores acoplados a llantas para su locomoción, estos motores están colocados en una configuración diferencial, haciendo que el desplazamiento y la rotación sobre su eje sea mucho más eficiente. El robot cuenta con un sistema de medición basado en dos encoders incrementales situados a los lados de los motores. Las señales generadas por estos sensores son procesadas por el móvil, el cual hará el análisis cinemático en línea empleando principios de odometría y ecuaciones en diferencia para estimar la posición y orientación relativa del robot. El resultado de esta operación es utilizado en el algoritmo de control, que consiste en dos controladores PID (proporcional, integral y derivativo) discretos [1]. El primero controla la orientación del robot, asegurando que se posicione en el ángulo correcto antes de iniciar su movimiento y durante el recorrido lineal para que el móvil no se desvíe de su trayectoria. El segundo controlador PID regula la posición lineal del robot en función de las coordenadas iniciales y finales de la trayectoria trazada. Este recorrido es planificado en línea en función a las coordenadas de puntos predefinidos en la lógica de generación de trayectorias. El robot es monitoreado en tiempo real por una computadora que a través de una interfaz gráfica desarrollada en Java permite observar los parámetros de control en cuadros de texto y gráficas dinámicas. Además, permite el envío de comandos pre configurados y secuencias de trayectorias lineales. Para establecer la conexión entre el robot y la PC se utilizó comunicación serial asíncrona bajo el estándar RS-232 y utilizando el protocolo UART. La unidad de procesamiento para la implementación de lógica y algoritmos de control fue un dsPIC30F4011 [2] (controlador digital de señales), ya que posee una alta velocidad para el procesamiento de señales y operaciones matemáticas de punto flotante. Además, cuenta con módulos especializados para el control de motores y comunicación serial, haciendo que la programación sea mucho más eficiente. Al finalizar la implementación del robot, este mostró muy buenos resultados durante las pruebas cumpliendo con los algoritmos de control de rotación y traslación, así como el monitoreo y control desde la PC. Uno de los principales aportes de este trabajo es que se demostró poder tener un control eficiente y preciso de un robot móvil empleando únicamente 2 encoders como sistema de medición.
--- The present thesis consists in the design and implementation of a mobile robot of three degrees of freedom, able to control their position and trajectory in a Cartesian plane, besides being positioned in user-defined locations. The objective of the project is controlling the movement of the robot, manipulating its translation and rotation accurately and efficiently. The robot uses two motors coupled wheels for locomotion, these engines are placed in a differential configuration, causing the displacement and rotation on its axis much more efficient. The robot has a measurement system based on two incremental encoders situated on the sides of the engines. The signals generated by these sensors are processed by the robot, which will do a kinematic analysis in line using odometry principles and difference equations to estimate the relative position and orientation of the robot. The result of this operation is used in the control algorithm, which consists of two discrete PID controllers (proportional, integral and derivative). The first controls the orientation of the robot, ensuring that it is positioned at the correct angle before starting its motion and during the linear path in order to the robot does not deviate from its trajectory. The second linear PID controller regulates the position of the robot according to the initial and final coordinates of the traced path. This trajectory is planned in line according to the coordinates of the predefined points in the logic of paths generation. The robot is monitored in real time by a computer through a graphical interface developed in Java, which allows observing the control parameters in dynamic text boxes and graphics. Additionally, allows sending pre-configured commands and sequences of linear trajectories. To establish the connection between the robot and the PC, it has used serial asynchronous communication under the RS- 232 standard and using the UART protocol. The processing unit for the implementation of logic and control algorithms was a dsPIC30F4011 (digital signal controller), as it has a highspeed signal processing and floating point math operations. It also has specialist modules for motor control and serial communication, making programming much more efficient. After the implementation of the robot, this showed very good results during testing, compliance with the rotation and translation control algorithms, as well as monitoring and controlling from the PC. One of the main contributions of this work is that it showed that you could have an efficient and accurate control of a mobile robot with three degrees of freedom using only two encoders as a measurement system.
Tesis

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Pozo, Fortunić Juan Edmundo. "Diseño e implementación de un robot móvil con una esfera de tracción omnidireccional." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1247.

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Abstract:

La utilización de robots móviles en el campo de la robótica industrial y la robótica de servicio es cada vez mayor. La mayoría de los diseños de estos robots móviles posen la denominada tracción diferencial. Esta no permite el movimiento omnidireccional y requiere de complejos algoritmos de control para la generación de trayectorias. Por otro lado, los robots que poseen tracción omnidireccional han sido poco estudiados. El objetivo de la tesis es diseñar e implementar un robot móvil con una esfera de tracción omnidireccional, que permita al robot realizar cambios repentinos de trayectoria sin tener que realizar giros. El robot tendrá una única esfera de tracción que será actuada por dos motores eléctricos. El control de los motores permitirá controlar el movimiento omnidireccional en el plano de desplazamiento del robot. El tamaño de la base del robot será de 10cm x 10cm y los motores eléctricos son controlados por un microcontrolador ATMEGA88PA y un controlador de motor L298 a través de señales moduladas por ancho de pulso (PWM). Se realizarán y documentarán diferentes experimentos de generación de movimiento (lateral, diagonal y circular) y en base a estos resultados el diseño del robot será evaluado.
Tesis

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Licona, Alviter Juan Alberto. "Diseño y desarrollo de un robot móvil a bajo costo para niños: ECATEBOT." Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma del Estado de México, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11799/105323.

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Abstract:

En el presente trabajo se describe el diseño y desarrollo de un robot móvil con tracción diferencial de aplicación educativa para niñas y niños, llamado ECATEBOT. Como objetivos particulares se establece que el ECATEBOT debe de estar desarrollado para que pueda ser armado y utilizado por niñas y niños de 8 años o mayores; El costo del robot debe de ser menor a los costos de los productos que existen en el mercado. La importancia de este proyecto radica en que fomenta el acceso de niñas y niños conocimientos de robótica, programación y electrónica, lo que despierta un mayor interés en el estudio de temas relacionados con las ciencias exactas y la ingeniería.

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Puignau, Francisco. "Modelado dinámico de un vehículo autónomo articulado todoterreno." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/172267.

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Abstract:

Faculty of Engineering in collaboration with the National Agricultural and Livestock Investigation Institute is developing a low cost platform capable of dealing with challenges imposed by agricultural activities, specifically, fruit transportation inside fields. In this context, the consequent dissertation focuses on the development of a dynamic model of an all terrain articulated autonomous vehicle to be applied in the aforementioned platform. The study includes the kinematic and dynamic analysis of the vehicle. Once those models are deducted, they are put together against the ones obtained for a biarticulated robot arm without ground fixation. To sum up, results will be adapted for computational simulation which was done via Gazebo, an ambience of the robot operating system ROS. Through this simulations it was possible to determine the model validity for the autonomous operating robotic platform.
Facultad de Ingeniería en conjunto con el Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria desarrolla una plataforma móvil de bajo costo capaz de enfrentar los retos impuestos por la actividad agrícola, más específicamente, asistencia en el transporte de fruta. Es en este contexto que el presente trabajo se enfoca en desarrollar un modelo dinámico de un vehículo autónomo articulado todoterreno para ser aplicado en la mencionada plataforma. El estudio comprende el análisis de la cinemática y dinámica del vehículo. Una vez obtenidos los modelos cinemáticos y dinámicos, se compara los mismos con los obtenidos para un brazo biarticulado sin vínculo a tierra. Finalmente se adaptan los resultados para simulación computacional la cual fue realizada utilizando el ambiente Gazebo del sistema operativo robótico ROS. A través de esta simulación se pudo comprobar la validez del modelo desarrollado para la plataforma robótica autónoma en operación.

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Utrilla, Salazar Dario. "Diseño y simulación de un sistema para la programación de un robot móvil utilizando herramientas VHDL." Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Programa Cybertesis PERÚ, 2008. http://www.cybertesis.edu.pe/sisbib/2008/utrilla_sd/html/index-frames.html.

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Abstract:

En el desarrollo de ésta Tesis, se realizó el diseño y simulación del sistema de control de un “robot móvil” utilizando herramientas de programación VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language, lenguaje descriptivo de hardware para circuitos integrados de muy alta velocidad) Project Navigator de Xilinx y Max+Plus II de Altera; para realizar la síntesis, simulación e implementación en un dispositivo FPGA (Field Programmable Gate Array, arreglo de compuertas programables en campo)
In the development of this thesis it was made the design and simulation of the system of control of a “mobile robot” having used tools of programming VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language, descriptive language hardware integrated circuit for very high speed) Project Navigator Xilinx and Max+Plus II of Altera, soon to make the synthesis, simulation and implementation in a device FPGA (Field Programmable Gate Array, settling in field programmable gate)

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Uriol, Cabrera Ronald Humberto. "Planeamiento de trayectoria y control de un robot móvil marítimo aplicando optimización por colonia de hormigas." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6953.

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Abstract:

El presente trabajo desarrolla un algoritmo de planeamiento de trayectoria basado en Optimización por Colonia de Hormigas, en conjunto con un controlador óptimo, para el desplazamiento de un barco robot. Se presenta el modelo matemático estándar usado para vehículos marinos desarrollado por Thor Fossen. Asimismo se presentan las principales ideas detrás del marco metaheurístico desarrollado por Marco Dorigo, llamado Optimización por Colonia de hormigas. El problema a resolver consiste en encontrar el camino más corto entre dos puntos dentro de un entorno (mapa) con obstáculos. Ambos algoritmos, tanto el de planeamiento de trayectoria como el de control óptimo, se implementaron en el entorno MatLab. Para poner a prueba el funcionamiento conjunto de estos dos algoritmos se usaron seis mapas distintos que buscan explorar el comportamiento de ambos algoritmos ante diversas variaciones de un caso base de comparación. El tiempo de convergencia de los algoritmos y los parámetros que ajustan sus desempeños fueron analizados.
Tesis

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Cook, Meneses Jordi Alexis. "Diseño e implementación de un sistema de generación de trayectorias para un robot móvil utilizando control odométrico." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1629.

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Abstract:

La generación de trayectorias es uno de los aspectos básicos del desarrollo de robots móviles. Permite al móvil poder desplazarse de un lugar a otro de manera óptima y segura, a partir de un modelo de obstáculos que lo rodean y a un camino ya calculado. Los estudios en generación de trayectorias son importantes debido a que son la base del desplazamiento de un robot móvil. El movimiento debe de ser seguro, esquivando los obstáculos, y eficiente, que se traslade de un lugar a otro en el menor tiempo posible, o con el menor consumo de potencia. Para esto, en primer lugar, se debe de calcular una trayectoria. Ésta puede ser calculada por distintos métodos dependiendo del algoritmo utilizado. Una vez calculada la trayectoria, debe ser realizada por el robot real, lo que lleva a un problema de incertidumbre en su ejecución. Esto se debe a la inexactitud de la ejecución de las órdenes de velocidad y a la inexactitud en la localización del robot mediante los cálculos odométricos. Esta incertidumbre es acumulativa, es decir, mientras más larga sea la trayectoria, se generan errores mayores. La implementación de un sistema de generación de trayectorias servirá para que luego existan estudios sobre mejoras en la automatización de robots móviles, y que lleve a su vez a un impulso al desarrollo de la robótica en general. La presente investigación aplicada propone un sistema de generación de trayectorias que permitirá a un usuario aplicar parámetros iniciales a un algoritmo generador de trayectorias para luego ser enviado al robot móvil que recorrerá el camino planteado y llegar al lugar de destino. El objetivo es el diseño y construcción de un robot móvil para pruebas de generación de trayectorias óptimas, usando distintos algoritmos para este propósito, con la finalidad de poder realizar estudios posteriores sobre el tema.
Tesis

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Alexandres, García María Guadalupe. "Propuesta de una arquitectura tolerante a fallos basada en agentes inteligentes para el control de un robot móvil." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2008. http://hdl.handle.net/10251/3442.

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Abstract:

Este trabajo se centra en tolerar los fallos a nivel hardware y software en el sistema de control de un robot móvil, de tal manera que la supervisión, detección y recuperación de fallos se implementa independientemente al sistema de control y la plataforma en la que se desarrolla el robot. Esto se logra mediante el diseño de una arquitectura tolerante a fallos implementada con un Sistema Multiagente (MAS). Este sistema lo integran un grupo de agentes encargados de la detección y diagnóstico de fallos. La arquitectura tolerante a fallos está integrada por dos tipos de agentes principalmente los que se encargan de detectar y recuperar fallos a nivel de software (tareas) y los encargados de tolerar los fallos a nivel hardware (sensores, actuadores, memorias, controladores de red, microcontroladores, etc.). Estos agentes tolerantes a fallos ejecutan los mecanismos tolerantes a fallos de una manera muy simple haciendo acopio de una de sus características que es la intercomunicación y cooperación entre ellos, pudiendo así: detectar, aislar, reconfigurar y tratar de recuperar a un componente ante fallos (a nivel hardware y software) que se presenten durante el funcionamiento de robot. Para poder desarrollar eficientemente la arquitectura tolerante a fallos propuesta fue necesario modificar la arquitectura de control a nivel software denominada 3+ integrada en el robot, así cómo la arquitectura física (distribuida compuesta por nodos, donde a cada nodo se le conecta como máximo 2 dispositivos ya sea de entrada y/o salida, cada nodo cuenta con un microcontrolador, y sus tareas de control, navegación y planeación). El SMA que constituye la arquitectura tolerante fallos propuesta, fue diseñada utilizando la metodología MaSE (Multi-Agent Systems Software Engineering) [DeLoach 2001] ya que su contracción esta realizada bajo modelos matemáticos bien definidos. El uso esta metodología para modelar el SMA nos fue muy útil ya que sirvió de guía en el desa
Alexandres García, MG. (2007). Propuesta de una arquitectura tolerante a fallos basada en agentes inteligentes para el control de un robot móvil [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3442
Palancia

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Guillén, Matos Silvio Saúl. "Diseño conceptual de un robot móvil para optimizar el proceso de picking en el almacén de una empresa." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/19098.

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Abstract:

El siguiente trabajo presenta el diseño conceptual de un robot móvil para optimizar el proceso de Picking en el almacén de una empresa. Este proceso es uno de los más importantes en un almacén, ya que representa el inicio del flujo de suministro de productos a los clientes por parte de la empresa. El problema de este proceso está relacionado con el tiempo que toma implementarlo, ello representa un cuello de botella dentro del flujo de procesos del almacén. Para lograr el objetivo general del trabajo se desarrolló un estudio del estado del arte actual para reconocer el estado de la tecnología relacionada con los robots utilizados en los almacenes, siguiendo la metodología del diseño según la norma VDI 2221. En el diseño conceptual se especificó los requerimientos del sistema, realizó la abstracción del sistema, determinó las funciones de cada dominio, se obtuvieron soluciones mediante el uso de la matriz morfológica por cada dominio, evaluó los conceptos de solución mediante un análisis técnico-económico y finalmente, se obtuvo un concepto de solución mejorado que cumpla con los requerimientos planteados. El concepto de solución óptimo mejorado tiene las características necesarias para realizar las funciones definidas para optimizar el proceso de Picking en el almacén. Dicha solución se puede dividir en tres subsistemas: el subsistema para el desplazamiento del robot, el subsistema para la extracción de productos y el subsistema para el registro y programación de pedidos. La solución cuenta con un sistema hidráulico para el accionamiento de la sujeción de productos, dos sensores LiDAR y una cámara de profundidad para la detección del entorno. Finalmente, el control de los componentes del sistema se realiza con un microcontrolador y un microprocesador.
Trabajo de investigación

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Gutiérrez, Suárez Bryan Ciro. "Diseño e implementación de un algoritmo de generación de trayectorias para la evasión de un obstáculo para un robot móvil." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1207.

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Abstract:

La robótica móvil ha buscado desde sus inicios la autonomía móvil en su desplazamiento hacia sus objetivos. Conforme fue evolucionando esta área de la robótica se desarrollaron diversas metodologías para hacer más eficiente el movimiento autónomo de los robots. Gran cantidad de estas metodologías se desarrollaron para movilizar al robot en un entorno con obstáculos no estables. Se obtuvieron buenos resultados a costa de la alta complejidad de sus algoritmos, así como la gran cantidad de sensores implementados en el robot y entorno. La presente tesis busca reducir la complejidad de algoritmos para calcular las trayectorias más cortas hacia el objetivo de recorrido de un robot móvil en un entorno con obstáculos estables (entorno estructurado). Para la solución del problema se elige trabajar con un robot móvil de tracción diferencial. Se elaboró un programa en lenguaje C++/CLI con una interfaz gráfica de usuario (IGU) para poder, en esta, detallar información sobre el entorno y la posición final del robot y, también, para habilitar la comunicación usuario-robot. Posteriormente en el algoritmo principal del programa se hacen cálculos matemáticos para determinar la trayectoria que es más corta a recorrer con las condiciones especificadas previamente en la IGU. Con la trayectoria obtenida se generan las señales de control que son enviadas al robot móvil para que recorra dicha trayectoria. Se hacen pruebas de la generación de trayectorias y seguimiento de las mismas con obstáculo y sin obstáculo. En los resultados de las pruebas experimentales se presentaron errores de precisión y se mejoraron con un arreglo correctivo de velocidades de los motores del robot. Con este ajuste los resultados obtenidos fueron los esperados en relación con la correcta generación de la trayectoria así como el seguimiento de la misma. Se concluye que las velocidades a las que se desempeñan los motores deben ser corregidas para disminuir el error de precisión en las pruebas experimentales del sistema. Finalmente, la precisión del sistema depende de la longitud y forma de las trayectorias a seguir.
Tesis

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Munera, Sánchez Eduardo. "MISSION-ORIENTED HETEROGENEOUS ROBOT COOPERATION BASED ON SMART RESOURCES EXECUTION." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2017. http://hdl.handle.net/10251/88404.

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Abstract:

Home environments are changing as more technological devices are used to improve daily life. The growing demand for high technology in our homes means that robot integration will soon arrive. Home devices are evolving in a connected paradigm in which data flows to perform efficient home task management. Heterogeneous home robots connected in a network can establish a workflow that complements their capabilities and so increases performance within a mission execution. This work addresses the definition and requirements of a robot-group mission in the home context. The proposed solution relies on a network of smart resources, which are defined as cyber-physical systems that provide high-level service execution. Firstly, control middleware architecture is introduced as the execution base for the Smart resources. Next, the Smart resource topology and its integration within a robotic platform are addressed. Services supplied by Smart resources manage their execution through a robot behavior architecture. Robot behavior execution is hierarchically organized through a mission definition that can be established as an individual or collective approach. Environment model and interaction tasks characterize the operation capabilities of each robot within a mission. Mission goal achievement in a heterogeneous group is enhanced through the complement of the interaction capabilities of each robot. To offer a clearer explanation, a full use case is presented in which two robots cooperate to execute a mission and the previously detailed steps are evaluated. Finally, some of the obtained results are discussed as conclusions and future works is introduced.
Los entornos domésticos se encuentran sometidos a un proceso de cambio gracias al empleo de dispositivos tecnológicos que mejoran la calidad de vida de las personas. La creciente demanda de alta tecnología en los hogares señala una próxima incorporación de la robótica de servicio. Los dispositivos domésticos están evolucionando hacia un paradigma de conexión en el cual la información fluye para ofrecer una gestión más eficiente. En este entorno, robots heterogéneos conectados a la red pueden establecer un flujo de trabajo que ofreciendo nuevas soluciones y incrementando la eficiencia en la ejecución de tareas. Este trabajo aborda la definición y los requisitos necesarios para la ejecución de misiones en grupos de robots heterogéneos en entornos domésticos. La solución propuesta se apoya en una red de Smart resources, que son definidos como sistemas ciber-físicos que proporcionan servicios de alto nivel. En primer lugar, se presenta la arquitectura del middleware de control en la cual se basa la ejecución de los Smart resources. A continuación se detalla la topología de los Smart resources, así como su integración en plataformas robóticas. Los servicios proporcionados por los Smart resources gestionan su ejecución mediante una arquitectura de comportamientos para robots. La ejecución de estos comportamientos se organiza de forma jerárquica mediante la definición de una misión con un objetivo establecido de forma individual o colectiva a un grupo de robots. Dentro de una misión, las tareas de modelado e interacción con el entorno define las capacidades de operación de los robots dentro de una misión. Mediante la integración de un grupo heterogéneo de robots sus diversas capacidades son complementadas para el logro un objetivo común. A fin de caracterizar esta propuesta, los mecanismos presentados en este documento se evaluarán en detalle a lo largo de una serie experimentos en los cuales un grupo de robots heterogéneos ejecutan una misión colaborativa para alcanzar un objetivo común. Finalmente, los resultados serán discutidos a modo de conclusiones dando lugar el establecimiento de un trabajo futuro.
Els entorns domèstics es troben sotmesos a un procés de canvi gràcies a l'ocupació de dispositius tecnològics que milloren la qualitat de vida de les persones. La creixent demanda d'alta tecnologia a les llars assenyala una propera incorporació de la robòtica de servei. Els dispositius domèstics estan evolucionant cap a un paradigma de connexió en el qual la informació flueix per oferir una gestió més eficient. En aquest entorn, robots heterogenis connectats a la xarxa poden establir un flux de treball que ofereix noves solucions i incrementant l'eficiència en l'execució de tasques. Aquest treball aborda la definició i els requisits necessaris per a l'execució de missions en grups de robots heterogenis en entorns domèstics. La solució proposada es recolza en una xarxa de Smart resources, que són definits com a sistemes ciber-físics que proporcionen serveis d'alt nivell. En primer lloc, es presenta l'arquitectura del middleware de control en la qual es basa l'execució dels Smart resources. A continuació es detalla la tipologia dels Smart resources, així com la seva integració en plataformes robòtiques. Els serveis proporcionats pels Smart resources gestionen la seva execució mitjançant una arquitectura de comportaments per a robots. L'execució d'aquests comportaments s'organitza de forma jeràrquica mitjançant la definició d'una missió amb un objectiu establert de forma individual o col·lectiva a un grup de robots. Dins d'una missió, les tasques de modelatge i interacció amb l'entorn defineix les capacitats d'operació dels robots dins d'una missió. Mitjançant la integració d'un grup heterogeni de robots seves diverses capacitats són complementades per a l'assoliment un objectiu comú. Per tal de caracteritzar aquesta proposta, els mecanismes presentats en aquest document s'avaluaran en detall mitjançant d'una sèrie experiments en els quals un grup de robots heterogenis executen una missió col·laborativa per aconseguir un objectiu comú. Finalment, els resultats seran discutits a manera de conclusions donant lloc a l'establiment d'un treball futur.
Munera Sánchez, E. (2017). MISSION-ORIENTED HETEROGENEOUS ROBOT COOPERATION BASED ON SMART RESOURCES EXECUTION [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/88404
TESIS

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Rodríguez, De La Cruz Eddy William. "Estudio para el diseño de un robot móvil autónomo para medición de contaminantes del aire y suelo en el corredor minero del sur." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/16867.

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Abstract:

La minería constituye el 10% del PBI del Perú; sin embargo, producto de sus actividades, el aire y el suelo aledaños se ven afectados. Este impacto en el medio ambiente provoca perjuicios en las comunidades contiguas al sobrepasarse los límites permitidos para la salud. Actualmente, el Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental (OEFA) es el encargado de la supervisión y sanción de infracciones ambientales. No obstante, sus mecanismos no son suficientes, debido a que no permiten un monitoreo a tiempo completo del impacto que produce la actividad minera. Frente a ello, se realizó un estudio para el diseño de un robot móvil autónomo capaz de medir los contaminantes del aire y del suelo, de acuerdo a los estándares planteados por el Ministerio del Ambiente (MINAM), de modo que se pueda acceder a esta información desde una estación remota. La investigación muestra la viabilidad del diseño dado el alto poder fotovoltaico de la zona sur del Perú. La persistencia de datos es garantizada mediante el diseño de una arquitectura en la nube. Asimismo, como resultado del presente trabajo, se muestra el diseño preliminar óptimo (en base a la metodología VDI 2206) que cumple con todos los requerimientos planteados.
Trabajo de investigación

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Segovia, Razo Alexander Francisco. "Diseño e implementación de un robot móvil con un sistema de sensores inteligentes para la detección de fallas en tuberías primarias de Lima Norte." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/20198.

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Abstract:

El sistema de distribución de agua potable en la ciudad de Lima posee aproximadamente 40 años de antigüedad, causa por la cual en los últimos años se han presentado aniegos en diversos puntos de la capital peruana. La corrosión y falta de mantenimiento han provocado pérdidas económicas al Estado que ascienden hasta 10 millones de soles por tubería dañada. Además, las conexiones clandestinas se presentan como un problema latente en la comunidad limeña al ocasionar pérdidas económicas de hasta 2 millones 400 mil soles anualmente. El presente trabajo, motivado por la problemática descrita, tiene como objetivo principal el desarrollo de un sistema de inspección de tuberías. Este sistema debe integrar un conjunto de sensores que permitan extraer información relevante para una posterior reconstrucción tridimensional de la tubería inspeccionada y un procesamiento digital de imágenes de la superficie interna de la tubería. En el desarrollo de la presente tesis se muestra el detalle del diseño electrónico y mecánico del sistema mencionado. Finalmente, se concluye que el diseño descrito es económicamente viable ya que otros robots comerciales ofrecen características inferiores por costos iguales o más elevados que los estimados para este sistema.

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Velasco, Mellado Luis Angel. "Diseño de un sistema de control basado en linealización por realimentación para un robot móvil tipo Ackerman con velocidad variable y movimiento en doble sentido describiendo trayectorias óptimas." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9753.

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Abstract:

Desde varios años, las investigaciones en el tema del uso de robots móviles han ido en aumento con el objetivo de poder utilizar los robots móviles para múltiples actividades que suelen ser difícil para una persona realizar; es por eso que, se ha ido desarrollando técnicas de control para distintos tipos de robots móviles, así como también en la mejora de su desempeño en trayectorias a recorrer frente a entornos al cual se aplique. El desarrollo se enfoca principalmente en el control del robot móvil, ya que existen varios métodos para controlarlos, ya sea de manera lineal o de manera no lineal, dependiendo sea el caso, llevándolos a llegar a su objetivo siguiendo ciertas trayectorias especificas o trayectorias más cortas a su objetivo. Para los casos de trayectorias específicas, suelen definirse formas geométricas conocidas y fáciles de realizar; sin embargo, para el caso de trayectorias con la distancia más corta, aún sigue habiendo más investigación a nivel aplicativo. Es por eso que se busca desarrollar un método para la generación de trayectoria mínima enfocado para un robot móvil tipo Ackerman, que permita llevarlo a su objetivo, considerando que el robot móvil funcionará con movimiento en avance y retroceso en cualquier momento. Esta investigación busca aplicar una técnica de control no lineal, para así trabajar en todo el espacio de funcionamiento del vehículo, que le permita al robot móvil describir trayectorias óptimas, la cual va a ser diseñada en base al análisis de movimiento que tiene un tipo Ackerman, considerando que se puede cambiar de velocidad en una misma trayectoria; para lo cual se ha realizado la obtención del modelo del tipo Ackerman y así definir correctamente el controlador a utilizar, mientras que a su vez se desarrolla el algoritmo de generación de trayectoria mínima y al final realizar la corroboración del funcionamiento en base a simulación y luego con un prototipo. El desarrollo de la investigación se ha realizado analizando diferentes técnicas de control, decidiendo al final utilizar un control basado en linealización por realimentación utilizando el método de flatness diferencial, el cual permite introducir de manera práctica una trayectoria deseada a seguir por el robot móvil en sus variables de posición. Dicha trayectoria deseada ha sido diseñada mediante un análisis geométrico compuesto por segmentos de rectas y curvas de circunferencia, basado en la teoría de Dubins y Reed & Shepp, permitiendo describir la ruta más corta posible desde el punto de origen a su punto de destino. Las pruebas realizadas de su funcionamiento han sido simuladas bajo un software que permitió validar el controlador y la correcta generación de una ruta mínima; y también se realizó pruebas en un prototipo para corroborar que puede ser aplicable en un sistema real Al final de la investigación se muestra como el controlador permite llevar al robot móvil a su objetivo describiendo trayectorias optimas, generando la velocidad y el ángulo de dirección adecuados que permitan guiarlo por dicha ruta; considerando también un sistema de navegación para la aplicación real del sistema.
Tesis

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Cárdenas, Cáceres Pablo. "Desarrollo de un robot móvil y una plataforma de interacción tangible para la inducción a la programación en ciencias de la computación de niños en edad pre-escolar." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/10176.

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Abstract:

En el campo de la programación, la interacción hombre-máquina está dominada por interfaces visuales que generalmente usan un teclado, un ratón y una pantalla haciendo que, para poder programar, se deban tener conocimientos previos de informática. La necesidad de aprender a programar en un mundo profesional cada vez más dependiente de la tecnología se ha incrementado y, por ello, en diferentes países su enseñanza se da desde edades tempranas. En contraste, en el Perú, el primer contacto con el campo de la programación se inicia mayormente en la etapa universitaria con dificultades en su aprendizaje. Se han planteado diferentes iniciativas como “Programa Una Laptop por Niño” en el que se distribuyeron kits de robótica Wedo de la marca LEGO Education; sin embargo, estos no son fabricados en la región por lo que los costos de adquisición son altos y que, además, por la complejidad de su uso, está orientado a niños de secundaria. Todo ello se refleja en un bajo índice de introducción a la programación de niños menores en el Perú. En otros países existen diferentes investigaciones que proponen el uso de la programación tangible, esto es, que el código sea palpable en lugar de ser parte de un mundo virtual en una pantalla de computadora, pero en muchos casos omiten alguna de las etapas de la programación computacional: el análisis del problema, el diseño del algoritmo, la codificación, la prueba y la etapa de depuración. La presente tesis hace una revisión teórica de las investigaciones previas en el campo de programación tangible y presenta el desarrollo de una plataforma mecatrónica de bajo costo en comparación a las alternativas ya existentes. Esta plataforma está conformada por un tablero de programación (que se usa la electrónica más elemental posible), y un robot móvil (que utiliza algoritmos de control avanzado para garantizar la exactitud de sus movimientos). Finalmente se valida el funcionamiento del prototipo mecatrónico mediante la comparación de datos obtenidos en el modelo simulado y el real.
Tesis

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Inafuku, Yoshida Alberto Hiroshi. "Diseño e implementación de un sistema de diagnóstico de fallas para la inspección y detección de fallas en componentes de procesos industriales utilizando un robot móvil y algoritmos de inteligencia artificial." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/17779.

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Abstract:

El presente trabajo de tesis tiene como principal objetivo desarrollar el algoritmo de control de un robot móvil, el cual se desplazará por una planta industrial en busca de fallas en equipos críticos como son los motores y las bombas. Los motores y las bombas son componentes básicos y fundamentales para los procesos industriales, por lo tanto, es importante mantenerlos en óptimas condiciones con el fin de evitar paradas imprevistas, sobrecostos, y pérdidas de calidad y eficiencia del proceso. En muchos casos, los trabajos de mantenimiento implican medir la vibración de los equipos en lugares confinados o de difícil acceso y debido a que, en la actualidad, se debe velar por la seguridad y bienestar del personal, se propone utilizar un robot móvil para esta tarea. Por lo tanto, se propone diseñar e implementar un sistema de diagnóstico de fallas utilizando mediciones de vibración en conjunto con técnicas de Inteligencia Artificial para un robot móvil. Para lograr el objetivo propuesto, primero se estudian los componentes industriales de interés, resaltando las fallas más comunes y la normativa correspondiente para la clasificación de su condición. Seguidamente, se presentan las estrategias de mantenimiento existentes para su evaluación, resaltando las ventajas y desventajas de cada una, y se introducen los robots móviles como alternativa, teniendo como ejemplos casos reales en donde estos son importantes para realizar trabajos de búsqueda y rescate, en condiciones inaccesibles y peligrosas para las personas. Luego se presentan los algoritmos utilizados en el análisis vibracional, resaltando la Transformada de Hilbert Huang, la cual descompone las señales en Funciones de Modo Intrínseco, señales ortogonales entre sí, que describirán la vibración en función del tiempo y la frecuencia. Las Funciones de Modo Intrínseco serán las entradas a nuestra Red Neuronal Convolucional, una metodología de Aprendizaje Profundo e Inteligencia Artificial para entrenar un modelo que nos ayudará a diagnosticar el tipo de falla. Posteriormente, se proponen los algoritmos a implementar con Python, Keras y TensorFlow y se ponen a prueba con la base de datos de mediciones de vibración MAFAULDA. Finalmente se presentan los parámetros del diseño del robot móvil mencionando el hardware a utilizar y la metodología de medición, y se realiza una comparación de tiempos de procesamiento con una PC para pruebas y la NVIDIA Jetson Nano.
Tesis

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Miyadaira, Alberto Noboru 1983. "Desenvolvimento, construção e controle de um robô móvel bípede com tronco." [s.n.], 2011. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259581.

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Abstract:

Orientador: Marconi Kolm Madrid
Dissertação (mestrado) - Unversidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-17T22:30:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miyadaira_AlbertoNoboru_M.pdf: 4061096 bytes, checksum: d94eea78c872e2328bd1dd9780329b0a (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver, construir e controlar um robô bípede dotado de oito Graus de Liberdade (GDL), sendo três GDL para cada perna e dois para o tronco. As características desta estrutura permitiram realizar uma marcha dinâmica no plano sagital, cuja trajetória das pernas foi definida por um modelo matemático baseado na geometria da estrutura. Além disso, foi utilizado um acelerômetro para informar a inclinação da pelve durante a movimentação da estrutura através de uma interface serial de comunicação (RS-232) entre o microcontrolador e o programa de monitoramento desenvolvido em LabVIEW. Os resultados deste trabalho demonstram ser possível realizar uma marcha dinamicamente estável utilizando a estrutura proposta. Aplicando-se o conceito de ZMP (em português: Ponto de Momento Zero, em inglês: Zero Moment Point) como parâmetro de estabilidade, também constatou-se que o microcontrolador LPC2138 de arquitetura ARM7, com frequência de clock igual a 60MHz, foi eficaz no controle da posição angular dos oito servomotores, além de fornecer a inclinação da pelve quando solicitada
Abstract: The subject of this work was to develop, build and control a biped robot equipped with eight degrees of freedom (DOF), three DOF for each leg and two for the trunk. The features of this structure allowed to accomplish a dynamic walk in the sagittal plane, whose the legs trajectory was defined by a mathematical model based on the structure geometry. An accelerometer was used as tilt sensor, which allow you to check the tilt of the pelvis during structure movement through a serial interface (RS-232) between the microcontroller and the monitoring program developed in LabVIEW. The results of this work demonstrated that it is possible to achieve a dynamically stable gait using the proposed structure. Applying the concept of ZMP (Zero Moment Point) as criterion of stability, it was checked that the LPC2138 microcontroller, with ARM architecture running at 60MHz, was effective in controlling the angular position of the eight actuators and sending information about the pelvis tilt when requested
Mestrado
Automação
Mestre em Engenharia Elétrica

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Quiñones, Daniel Igor Mendoza. "Controle de robô móvel autônomo para coletar lixo." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-07012008-174139/.

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Abstract:

Este trabalho apresenta o desenvolvimento dos algoritmos de controle de um robô móvel autônomo para coleta de lixo. O objetivo do robô é coletar latas de refrigerante espalhadas pelo chão. O sistema de navegação do robô foi implementado utilizando a arquitetura denominada \"Motor-Schema\". Essa arquitetura fornece um método para projetar comportamentos primitivos que atuam em forma paralela para realizar ações robóticas inteligentes em resposta aos estímulos do ambiente. O sistema de controle apresentado foi constituído por vários comportamentos primitivos que, coordenados, permitiram ao robô explorar de forma segura um ambiente desconhecido, detectar e coletar o lixo e levá-lo num depósito determinado. Os algoritmos desenvolvidos foram testados utilizando uma ferramenta de simulação 2D denominada Player/Stage. Os resultados obtidos mostraram que a solução apresentada é adequada para resolver a aplicação robótica de coleta de lixo.
This work presents the control system for an autonomous mobile robot for soda can collection. The navigation system is implemented using a reactive architecture called \"Motor-Schema\". This architecture provides a methodology to design primitive behaviors that can act in a distributed and parallel manner to yield intelligent robotic actions in response to environmental stimuli. The control system is composed of several primitive behaviors, which enable the robot explore an unknown environment, detect and collect the soda cans and navigate toward a soda can reservoir. The algorithms are tested using Player/Stage, a software for 2D simulation. The results show that the solution is suitable for soda can collection.

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Trujillo, Castillo Saul. "Sistema domótico de emergencia móvil en caso de sismo." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6059.

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Abstract:

El Perú está situado en la zona volcánica denominada como el Cinturón de Fuego del Pacífico, por lo que nos encontramos en un constante riesgo sísmico. El último gran sismo que sacudió al Perú en el año 2007, originó la pérdida de una gran cantidad de viviendas y construcciones. Debido a esto, los nuevos hogares en el Perú deberán tener sistemas que faciliten la evacuación de las personas. Por tanto como alternativa de solución a esta problemática, se propone un sistema automático que apoye en la evacuación de personas de una vivienda en caso ocurra un terremoto. El sistema estará dividido en tres dispositivos: móvil, actuador de cerradura y sensor sísmico. Las funciones del móvil se dividen en dos modos: normal y emergencia. En el modo normal es capaz de desplazarse autónomamente, decir la hora y saludar a los miembros de la familia que llegan al hogar. En el modo emergencia se encargará de emitir sonidos de emergencia cuando ocurra un sismo y buscar a personas incapacitadas después del terremoto. El móvil también cuenta con un kit de emergencia el cual podrá ser desmontable por cualquier persona, la que contendrá herramientas de emergencia para su uso. La función del actuador de cerradura se centra en abrir la puerta en dos situaciones: En el modo normal, se abre la puerta cuando una persona presenta su tarjeta-llave, mandando la información de esa llave al móvil para que pueda ser identificado y en el modo de emergencia, cuando ocurre un sismo. El dispositivo sísmico enviará una señal en la cual abrirá la puerta para evitar que el siniestro descuadre el marco y se atasque la puerta. El último dispositivo es el sensor sísmico. Este estará constantemente monitoreando alguna actividad telúrica. Cuando éste detecte un temblor enviará una señal para que la puerta se pueda abrir y de esa manera dejar la ruta de escape libre. El dispositivo móvil funciona a baterías. Cuando el móvil esté con su batería baja, se dirige a su base de cargado en la cual recargara su batería lo que le da una larga autonomía al sistema
Tesis

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Matsumura, Takao [UNESP]. "Desenvolvimento de uma plataforma aberta de robô móvel para propósitos gerais." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2014. http://hdl.handle.net/11449/110376.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-15Bitstream added on 2014-11-10T11:58:47Z : No. of bitstreams: 1 000791003.pdf: 2533036 bytes, checksum: 3ef2f58e2297fb2375676d23ea49737c (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A pesquisa em robótica móvel tem sido impulsionada pelo avanço tecnológico. Existem frentes de pesquisas que abordam diferentes aspectos e desafios da robótica móvel, dentre as quais estão tópicos como a locomoção, navegação e arquiteturas de controle. Esse crescimento em pesquisas também acarreta uma maior necessidade por bases móveis, em outras palavras, por plataformas de robôs móveis de propósitos gerais, destinadas à pesquisa e, também, para fins educacionais. Esta situação é aplicável ao Laboratório de Automação e Computação Evolutiva (LACE) do IBILCE, Campus da Unesp de São José do Rio Preto. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma de robô móvel de baixo custo e de arquitetura de hardware, software e controle aberta, para propósitos gerais. A plataforma almeja a facilitação e flexibilização do processo de desenvolvimento de aplicações robóticas e estudos por meio de uma interface de comunicação simplificada e pela abstração da heterogeneidade dos dispositivos periféricos de hardware. Esta plataforma é capaz de oferecer maior liberdade em relação às linguagens de programação, paradigmas de controle e ambientes de desenvolvimento de seu software de controle, se estendendo aos dispositivos tecnológicos de controle
The research on mobile robots has been driven by technological advance. There are re-search fronts on different aspects and challenges of mobile robots, among which are top-ics such as locomotion, navigation and control architectures. This growth in research also leads a greater need for mobile bases, in other words, for mobile robot platforms for gen-eral purposes, destined for research and educational purposes. This situation is applica-ble to the Laboratory of Evolutionary Automation and Computation of IBILCE, Unesp Campus of São José do Rio Preto. This work presents the development of a low cost mobile robot platform with an open hardware, software and control architecture, intended for general purposes. The platform aims at facilitating and flexibilizing the development process of robotic applications and studies through a simplified communication interface and abstracting the heterogeneity of the peripheral hardware devices. This platform is able to offer greater freedom in relation to programming languages, control paradigms, development environments of its control software, extending to the technological control devices

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Matencio, Cornejo Fernando Jean Pierre. "Diseño de un sistema robótico móvil para guiar e informar a pacientes en centros médicos." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.12404/18592.

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Abstract:

En el presente trabajo de investigación se plantea diseñar un sistema robótico autónomo cuya función principal es la de orientar a pacientes de hospitales a sus respectivas salas de atención, ya sea brindando información del camino que debe seguir el usuario, o moviéndose para servir como guía. El uso del robot busca también, evitar el contagio de enfermedades que se producen por el contacto cercano entre personas. Para lograr el objetivo del proyecto se tuvo que definir los requerimientos del sistema, realizar una búsqueda del estado de la tecnología para reconocer los componentes utilizados por sistemas robóticos autónomos, esquematizar las funciones del sistema, proponer tres conceptos de solución y, mediante un análisis técnico-económico, elegir el mejor concepto para obtener una solución óptima. En el diseño del robot se tomó en cuenta las características que se deben incluir en un robot social, como la implementación de un rostro que incremente en los usuarios la confianza para interactuar con la máquina, y la tecnología necesaria para el movimiento autónomo del robot en ambientes con la presencia de personas y objetos.
Trabajo de investigación

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Matsumura, Takao. "Desenvolvimento de uma plataforma aberta de robô móvel para propósitos gerais /." São José do Rio Preto, 2014. http://hdl.handle.net/11449/110376.

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Abstract:

Orientador: Norian Marranghello
Coorientador: Humberto Ferasoli Filho
Banca: Teodiano Freire Bastos Filho
Banca: João Eduardo Machado Perea Martins
Resumo: A pesquisa em robótica móvel tem sido impulsionada pelo avanço tecnológico. Existem frentes de pesquisas que abordam diferentes aspectos e desafios da robótica móvel, dentre as quais estão tópicos como a locomoção, navegação e arquiteturas de controle. Esse crescimento em pesquisas também acarreta uma maior necessidade por bases móveis, em outras palavras, por plataformas de robôs móveis de propósitos gerais, destinadas à pesquisa e, também, para fins educacionais. Esta situação é aplicável ao Laboratório de Automação e Computação Evolutiva (LACE) do IBILCE, Campus da Unesp de São José do Rio Preto. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma de robô móvel de baixo custo e de arquitetura de hardware, software e controle aberta, para propósitos gerais. A plataforma almeja a facilitação e flexibilização do processo de desenvolvimento de aplicações robóticas e estudos por meio de uma interface de comunicação simplificada e pela abstração da heterogeneidade dos dispositivos periféricos de hardware. Esta plataforma é capaz de oferecer maior liberdade em relação às linguagens de programação, paradigmas de controle e ambientes de desenvolvimento de seu software de controle, se estendendo aos dispositivos tecnológicos de controle
Abstract: The research on mobile robots has been driven by technological advance. There are re-search fronts on different aspects and challenges of mobile robots, among which are top-ics such as locomotion, navigation and control architectures. This growth in research also leads a greater need for mobile bases, in other words, for mobile robot platforms for gen-eral purposes, destined for research and educational purposes. This situation is applica-ble to the Laboratory of Evolutionary Automation and Computation of IBILCE, Unesp Campus of São José do Rio Preto. This work presents the development of a low cost mobile robot platform with an open hardware, software and control architecture, intended for general purposes. The platform aims at facilitating and flexibilizing the development process of robotic applications and studies through a simplified communication interface and abstracting the heterogeneity of the peripheral hardware devices. This platform is able to offer greater freedom in relation to programming languages, control paradigms, development environments of its control software, extending to the technological control devices
Mestre

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Oller, Pujol Albert. "Disseny d'agents físics: inclusió de capacitats específiques per a l'avaluació de l'eficiència d'accions." Doctoral thesis, Universitat de Girona, 2003. http://hdl.handle.net/10803/7723.

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Abstract:

L'experiència de l'autor en la temàtica d'agents intel·ligents i la seva aplicació als robots que emulen el joc de futbol han donat el bagatge suficient per poder encetar i proposar la temàtica plantejada en aquesta tesi: com fer que un complicat robot pugui treure el màxim suc de l'autoconeixement de l'estructura de control inclosa al seu propi cos físic, i així poder cooperar millor amb d'altres agents per optimitzar el rendiment a l'hora de resoldre problemes de cooperació.
Per resoldre aquesta qüestió es proposa incorporar la dinàmica del cos físic en les decisions cooperatives dels agents físics unificant els móns de l'automàtica, la robòtica i la intel·ligència artificial a través de la noció de capacitat: la capacitat vista com a entitat on els enginyers de control dipositen el seu coneixement, i a la vegada la capacitat vista com la utilitat on un agent hi diposita el seu autoconeixement del seu cos físic que ha obtingut per introspecció.
En aquesta tesi es presenta l'arquitectura DPAA que s'organitza seguint una jerarquia vertical en tres nivells d'abstracció o mòduls control, supervisor i agent, els quals presenten una estructura interna homogènia que facilita les tasques de disseny de l'agent. Aquests mòduls disposen d'un conjunt específic de capacitats que els permeten avaluar com seran les accions que s'executaran en un futur. En concret, al mòdul de control (baix nivell d'abstracció) les capacitats consisteixen en paràmetres que descriuen el comportament dinàmic i estàtic que resulta d'executar un controlador determinat, és a dir, encapsulen el coneixement de l'enginyer de control. Així, a través dels mecanismes de comunicació entre mòduls aquest coneixement pot anar introduint-se als mecanismes de decisió dels mòduls superiors (supervisor i agent) de forma que quan els paràmetres dinàmics i estàtics indiquin que pot haver-hi problemes a baix nivell, els mòduls superiors es poden responsabilitzar d'inhibir o no l'execució d'algunes accions. Aquest procés top-down intern d'avaluació de la viabilitat d'executar una acció determinada s'anomena procés d'introspecció.
Es presenten diversos exemples per tal d'il·lustrar com es pot dissenyar un agent físic amb dinàmica pròpia utilitzant l'arquitectura DPAA com a referent. En concret, es mostra tot el procés a seguir per dissenyar un sistema real format per dos robots en formació de comboi, i es mostra com es pot resoldre el problema de la col·lisió utilitzant les capacitats a partir de les especificacions de disseny de l'arquitectura DPAA.
Al cinquè capítol s'hi exposa el procés d'anàlisi i disseny en un domini més complex: un grup de robots que emulen el joc del futbol. Els resultats que s'hi mostren fan referència a l'avaluació de la validesa de l'arquitectura per resoldre el problema de la passada de la pilota. S'hi mostren diversos resultats on es veu que és possible avaluar si una passada de pilota és viable o no. Encara que aquesta possibilitat ja ha estat demostrada en altres treballs, l'aportació d'aquesta tesi està en el fet que és possible avaluar la viabilitat a partir de l'encapsulament de la dinàmica en unes capacitats específiques, és a dir, és possible saber quines seran les característiques de la passada: el temps del xut, la precisió o inclòs la geometria del moviment del robot xutador.
Els resultats mostren que la negociació de les condicions de la passada de la pilota és possible a partir de capacitats atòmiques, les quals inclouen informació sobre les característiques de la dinàmica dels controladors. La complexitat del domini proposat fa difícil comparar els resultats amb els altres treballs. Cal tenir present que els resultats mostrats s'han obtingut utilitzant un simulador fet a mida que incorpora les dinàmiques dels motors dels robots i de la pilota. En aquest sentit cal comentar que no existeixen treballs publicats sobre el problema de la passada en què es tingui en compte la dinàmica dels robots.
El present treball permet assegurar que la inclusió de paràmetres dinàmics en el conjunt de les capacitats de l'agent físic permet obtenir un millor comportament col·lectiu dels robots, i que aquesta millora es deu al fet que en les etapes de decisió els agents utilitzen informació relativa a la viabilitat sobre les seves accions: aquesta viabilitat es pot calcular a partir del comportament dinàmic dels controladors. De fet, la definició de capacitats a partir de paràmetres dinàmics permet treballar fàcilment amb sistemes autònoms heterogenis: l'agent físic pot ser conscient de les seves capacitats d'actuació a través de mecanismes interns d'introspecció, i això permet que pugui prendre compromisos amb altres agents físics.

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Leão, Willian Martins. "Análise comparativa de controladores robustos aplicados em robôs móvel e aéreo." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-13102015-162301/.

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Abstract:

Nesta dissertação é realizado um estudo comparativo entre controladores robustos projetados para sistemas lineares em espaço de estado sujeitos a incertezas paramétricas. O objetivo é resolver problemas de acompanhamento de trajetória de robôs. O estudo é realizado em um robô móvel com tração diferencial e em um quadricóptero. Para tal, é aplicado um Regulador Linear Quadrático Robusto no qual engloba em uma estrutura unificada todos os parâmetros de incerteza de entrada e saída de maneira recursiva, útil em aplicações em tempo real. A fim de demonstrar a eficiência do Regulador Robusto, resultados de simulações e de experimentos são empregados comparando-o com controle Η∞ não linear via teoria dos jogos e com um controle Proporcional-Derivativo mais torque calculado.
This work provides a comparative study between robust controllers for linear statespace systems subject to parametric uncertainties to solve trajectory tracking problems. The study is developed in a mobile robot with differential traction and in a quadricopter. A Robust Linear Quadratic Regulator is applied, which encompasses in a unified framework all input and output uncertain parameters, useful in online applications. In order to show the effectiveness of the robust regulator, simulations and experiments results allow the comparison with nonlinear Η∞ control via game theory and with a Proportional- Derivative control plus computed torque.

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Serralheiro, Werther Alexandre de Oliveira. "Arquitetura de controle de movimento para um robô móvel sobre rodas visando otimização energética." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-23052018-095322/.

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Abstract:

Este trabalho apresenta uma arquitetura de controle de movimento entre duas posturas distintas para um robô móvel sob rodas com acionamento diferencial em um ambiente estruturado e livre de obstáculos. O conceito clássico de eficiência foi utilizado para a definição das estratégias de controle: um robô se movimenta de forma eficiente quando realiza a tarefa determinada no menor tempo e utilizando menor quantidade energética. A arquitetura proposta é um recorte do modelo de Controle Hierárquico Aninhado (NHC), composto por três níveis de abstração: (i) Planejamento de Caminho, (ii) Planejamento de Trajetória e (iii) Rastreamento de Trajetória. O Planejamento de Caminho proposto suaviza uma geodésica Dubins - o caminho mais eficiente - por uma Spline Grampeada para que este caminho seja definido por uma curva duplamente diferenciável. Uma transformação do espaço de configuração do robô é realizada. O Planejamento de Trajetória é um problema de otimização convexa na forma de Programação Cônica de Segunda Ordem, cujo objetivo é uma função ponderada entre tempo e energia. Como o tempo de percurso e a energia total consumida pelo robô possui uma relação hiperbólica, um algoritmo de sintonia do coeficiente de ponderação entre estas grandezas é proposta. Por fim, um Rastreador de Trajetória de dupla malha baseado em linearização entrada-saída e controle PID é proposto, e obteve resultados satisfatórios no rastreamento do caminho pelo robô.
This work presents a motion control architecture between two different positions for a differential driven wheeled mobile robot in a obstacles free structured environment. The classic concept of efficiency was used to define the control strategies: a robot moves efficiently when it accomplishes the determined task in the shortest time and using less amount of energy. The proposed architecture is a clipping of the Nested Hierarchical Controller (NHC) model, composed of three levels of abstraction: (i) Path Planning, (ii) Trajectory Planning and (iii) Trajectory Tracking. The proposed Path Planning smoothes a geodesic Dubins - the most efficient path - by a Clamped Spline as this path is defined by a twice differentiable curve. A transformation of the robot configuration space is performed. The Trajectory Planning is a convex optimization problem in the form of Second Order Cone Programming, whose objective is a weighted function between time and energy. As the travel time and the total energy consumed by the robot has a hyperbolic relation, a tuning algorithm to the weighting is proposed. Finnaly, a dual-loop Trajectory Tracker based on input-output feedback linearization and PID control is proposed, which obtained satisfactory results in tracking the path by the robot.

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Cozman, Fabio Gagliardi. "Controlador de trajetória para o robô móvel Ariel: solução de controle ótimo." Universidade de São Paulo, 1991. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-11072017-090201/.

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Abstract:

Este trabalho estuda o sistema de controle de um robô móvel, termo que designa veículos sem motorista humano e com capacidade de trafegar por rotas livremente escolhidas. As arquiteturas de controle utilizadas em robôs móveis são analisadas. A arquitetura adotada neste trabalho, de caráter funcional,é apresentada e discutida. O trabalho se concentra nos níveis mais simples de controle, relacionados ao controle de trajetória, cujo objetivo é garantir que o robô móvel percorra uma rota pré-definida. Um controlador de trajetória é proposto e projetado. O controlador resulta da aplicação da teoria de controle ótimo a um modelo de robô móvel em referencial fixo. Uma técnica recente de controle de robôs (técnica de atgs) é empregada para melhorar a robustez do controlador. O desempenho do controlador obtido com uso de atgs é comparado com o desempenho do controlador obtido inicialmente. Com o objetivo de validar esta proposta de controlador de trajetória, resultados fornecidos por simulações são discutidos. A análise do controlador foi respaldada com dados experimentais obtidos junto a um robô móvel, denominado Ariel, desenvolvido no laboratório de automação e sistemas (mecatrônica) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
This work studies the Control System of a Mobile Robot, term which refers to vehicles without human driver and with ability to follow arbitrary routes. This work analyses the Control Architectures frequently employed in Mobile Robots. The Architecture here adopted is a functional one, which is presented and described. This work focuses on the simplest levels of Control, those which are mainly related to the Trajectory Control, and whose objective is to guarantee that the Mobile Robot follows a specified route. A Trajectory Controller is proposed and designed. The Controller is based on Optimal Control Theory. A recently developed technique for robot control (called ATGS techinique) is used in order to improve the Controller robustness. Simulation results are discussed in order to validate the proposed Controller. The Controller analysis is tested in a real Mobile Robot (named Ariel) currently developed at Laboratório de Automação e Sistemas (Mecatrônica) , at Escola Politécnica of Universidade de São Paulo.

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Lima, López Amarilys. "Controle nebuloso e algoritmos genéticos :: uma aplicação ao robô móvel Khepera /." Florianópolis, SC, 1999. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/80563.

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Abstract:

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.
Made available in DSpace on 2012-10-18T16:07:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:08:29Z : No. of bitstreams: 1 142111.pdf: 8469843 bytes, checksum: 021dd70845137fcc3e8af6caf4ec17c8 (MD5)

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Rafikova, Elvira. "Controle de um robô móvel através de realimentação de estados utilizando visão estereoscópica." [s.n.], 2010. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/264560.

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Abstract:

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-17T01:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafikova_Elvira_D.pdf: 4596616 bytes, checksum: 0cd6c928bfae826c2cea718bdb3843e5 (MD5) Previous issue date: 2010
Resumo: O enfoque principal desse trabalho é o controle de trajetória e navegação no ambiente através da visão estereoscópica de um robô móvel de duas rodas de acionamento diferencial. Para o controle de posicionamento, são utilizadas: uma estratégia de controle ótima linear e uma estratégia subótima, não linear, em tempo contínuo, chamada de SDRE (State Dependent Riccati Equation), e por fim, uma estratégia de controle SDRE em tempo discreto. Todas essas estratégias são baseadas em funções de Lyapunov e aplicadas ao problema de regulação do robô a uma referência. Para a navegação do robô no ambiente é considerado um modelo navegação por odometria e um mecanismo de visão estereoscópica. A estimação do estado é realizada através do filtro de Kalman clássico. São apresentadas duas estratégias para a navegação do robô no ambiente. Uma delas, totalmente discreta com a utilização do métodos de controle SDRE discreto, observação de estado discreta através das câmeras e estimação de estado através do filtro de Kalman discreto. Outra, com a abordagem de horizonte recuável, utilizando controle SDRE contínuo e, observação e estimação de estado discretas. A eficácia dos métodos de controle e das estratégias de navegação do robô é verificada através de simulações computacionais, nas quais a estratégia de navegação com horizonte recuável se mostra eficaz para a navegação precisa no ambiente
Abstract: The main approach of this thesis is the trajectory control and navigation of a differential steering mobile robot in the environment. For the position control problem are used? A continuous-time, linear feedback control; a suboptimal, nonlinear, continuous-time feedback called SDRE (StateDependent Riccati Equation) control and a discrete - time SDRE control method. All of these methods are Lyapunov functions based and appplied to the reference tracking problem oh the nonholonomic robot. For the purpose of the environmental navigation a model of odometry-stereo vision state observation system is considered. Meanwhile, the state estimation is given by classic Kalman filter. Futhermore, two different navigation strategies are presented. The discret-time one, using both discret SDRE control method and state estimation. Another one, is a receding horizon strategy, using continuous-time SDRE controler and sicret-time state estimation. The control method and navigation strategies eficaccy is verified through numerical simulations. Both navigation stategies demostrate good results, although the receding horizon one provides more precise navigation
Doutorado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Doutor em Engenharia Mecânica

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Oliveira, Rafael Gonçalo Matos. "Aplicação móvel como solução para a aprendizagem de programação." Master's thesis, Instituto Superior de Economia e Gestão, 2019. http://hdl.handle.net/10400.5/19050.

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Abstract:

Mestrado em Métodos Quantitativos para a Decisão Económica e Empresarial
Saber programar é uma competência considerada cada vez mais relevante. Porém, aprender a programar é difícil, exige esforço e motivação. Neste contexto, importante identificar quais as soluções para contribuir para melhorar o desempenho de quem quer aprender a programar. Para responder a esta questão começou por se realizar a revisão de literatura. Enumera os principais fatores que influenciam a aprendizagem e o ensino de programação e ainda propostas para solucionar os mesmos. Analisadas as propostas de solução, é proposto como solução uma aplicação móvel. Ainda da revisão da literatura foi possível derivar um modelo concetual. Sendo ainda possível identificar as principais funcionalidades. Assim, são detalhadas as particularidades da aplicação bem como a sua implementação. Por fim é produzida uma avaliação preliminar onde são identificados os pontos fortes e fracos da aplicação.
Knowing how to program is an increasingly relevant skill. However, programming is difficult, requires effort and motivation. In this context, it is important to identify what are the solutions to help improve the performance of those who want to learn to program. To answer this question, we start by conducting a literature review. This allows us to list the main factors that influence the learning and teaching of programming and still apply to solve them. Analysing the literature, we propose a solution: a mobile application. The literature review also allows us to derive a conceptual model and identifying the main features. Then we implemented a prototype. Finally, we performed a preliminary assessment, which identifies the strengths and weaknesses of the application.
info:eu-repo/semantics/publishedVersion

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Erdtmann, Mathias José Kreutz. "Desenvolvimento de uma plataforma robótica móvel incluindo sistema embarcado de visão estéreo." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2012. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93063.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2009
Made available in DSpace on 2012-10-24T15:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270269.pdf: 5421597 bytes, checksum: 99aef87899098d7d749cbe4d2ccddd63 (MD5)
O objetivo deste trabalho é desenvolver uma plataforma robótica móvel com sistema de visão estereoscópica embarcado. Para tanto, são avaliadas as diversas opções existentes no mercado de robótica móvel, optando-se por projetar e implementar toda a plataforma, obtendo assim uma maior flexibilidade no rojeto. Esta flexibilidade permitiu a integração de sensores modernos de realimentação externa, como a bússola eletrônica, acelerômetros e sistema de visão monocular e estereoscópica. Foram implementados algoritmos para as funcionalidades básicas da plataforma, como o controle dos motores, navegação, mapeamento e localização, além de pesquisar-se mais profundamente a utilização de sistemas de visão monocular e estereoscópica para medição de perfis de distância. Foi também implementado o reconhecimento de objetos sintéticos para auxiliar a localização da plataforma. Como resultado, obteve-se uma plataforma completa e funcional, sobre a qual podem ser realizados testes variados sobre os tópicos que envolvem a robótica móvel e sistemas de visão embarcados.
The purpose of this work is to develop a mobile robot platform with an embedded stereo vision system. In order to accomplish this, some of the available mobile robot platforms are evaluated, finally choosing the development of a whole new platform, with the main advantage of design flexibility. This flexibility allows the integration of modern sensor systems (including external feedback), such as electronic compass, accelerometers and stereo/mono vision systems. All the required algorithms for the basic functionalities were implemented, such as the motor control system, navigation, mapping and localization, and this work goes further into the issue of monocular and stereo vision for distance profile measurement. A system for localization using synthetic objects was implemented, too. The final result is a practical platform, over which it is possible to complete tests and researches about the several topics of mobile robots and embedded vision systems.

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Castanheiro, Gonçalo José Correia. "Controlo e navegação em robótica móvel com base em Arduino e ZigBee." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2013. http://hdl.handle.net/10773/12827.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações
Esta dissertação aborda o tema da navegação cooperativa em robótica móvel. Dentro deste vasto assunto, dá-se especial ênfase à comunicação entre os vários veículos robóticos e entre estes e o nó de processamento central (PC) onde é executado o algoritmo de navegação cooperativa. São apresentadas soluções alternativas em termos de protocolo de comunicações, tendo em vista os objectivos do presente trabalho. O projecto envolveu o desenvolvimento de um veículo robótico autónomo munido de sensores de distância (infravermelhos e ultra-sons), bússola digital, sensores de odometria (encoders) e actuadores (motores DC e servomotor), todos eles ligados a um microcontrolador Arduino. É adoptado o protocolo ZigBee para a comunicação entre todos os nós do sistema cooperativo, incluindo o nó de processamento central. A construção e teste do veículo é descrita e documentada em detalhe (incluindo registos fotográficos). Exploram-se os tópicos da percepção, localização e actuação em robots móveis, e propõem-se soluções para controlo de motores e seguimento de trajectórias. O trabalho envolve o estudo de diversos sensores e motores, bem como arquitecturas para a programação de robots, nomeadamente a arquitectura baseada em comportamentos hierarquizados em níveis de prioridade. Neste contexto, são apresentados e descritos detalhadamente os comportamentos implementados. Foram realizados testes parcelares, nomeadamente de caracterização e calibração dos sensores, configuração e desempenho das comunicações e afinação do controlo das rodas motrizes, seguidos de teste de funcionamento global. Para este efeito, definiu-se uma tarefa de aquisição de dados sensoriais ao longo de um percurso com etapas previamente definidas. Esses dados são transmitidos ao PC e utilizados por um algoritmo de localização 2D baseado num filtro de partículas. Os resultados deste teste são analisados em detalhe. São discutidos possíveis caminhos de evolução em trabalho futuro.
This dissertation addresses the topic of cooperative navigation in mobile robotics. Within this vast subject, particular emphasis is placed on the communication among the various robotic vehicles and between these and the central processing node (PC) executing the cooperative navigation algorithm. Alternative communication protocols are presented in the context of the envisaged implementation. An autonomous robotic vehicle was developed in the course of the project, equipped with range sensors (infra-red and ultra-sonic), a digital compass, odometers (encoders) and actuators (DC and servo motors), all connected to an Arduino micro-controller. The ZigBee protocol is adopted for communication among all the nodes in the cooperative system, including the central processing node. The construction and testing of this vehicle is described and documented in detail (including photos). The work explores the topics of perception, localisation and actuation in mobile robots and proposes solutions for motor control and path following. Various sensors and actuators are studied, as well as robot programming architectures, especially behaviour-based programming using hierarchical priority levels. The behaviours actually implemented on the robotic vehicle are presented and described in detail. Following partial tests for sensor characterisation and calibration, configuration and performance assessment of the communication links and wheel motor drive adjustment, a global operation test was carried out. For this purpose, a sensor data acquisition task was defined over a pre-defined path comprising several different stages. The data are transmitted to the PC to feed a 2D localization algorithm based on a particle filter. The test results are analysed in detail. Possible future work threads are discussed.

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Barbosa, Flávio Gabriel Oliveira. "Sistema de localização, mapeamento e registro 3D para robótica móvel baseado em técnicas de visão computacional." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2017. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/176762.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2017.
Made available in DSpace on 2017-06-27T04:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346667.pdf: 9358541 bytes, checksum: 033a82eaa1a2438bea3ff3c054363e4a (MD5) Previous issue date: 2017
A introdução de sistemas de visão computacional em robôs móveis se traduz em um significativo aumento de suas habilidades sensoriais, o que implica em uma maior versatilidade e segurança nas operações do robô. Armazenar e manipular todas as imagens percebidas por um robô durante sua tarefa de localização e mapeamento visual é tipicamente intratável para cenários reais. A alternativa adotada por este trabalho é representar o ambiente de forma topológica, onde alguns quadros são selecionados, chamados keyframes, e representam locais visualmente distintos do ambiente. Assim, cada nó do mapa proposto corresponde a um quadro-chave, descrito por um conjuntos de características locais obtidas pelos descritores SIFT, SURF, ORB, BRIEF e BRISK. A seleção destes descritores baseou-se nas avaliações anteriores encontradas na literatura e em uma série de testes que verificaram habilidades importantes no contexto proposto. Ao navegar em determinado ambiente, adquirir modelos 3D, que proporcionam uma compreensão muito mais abrangente do que mapas 2D, são de particular interesse para usuários remotos interessados no interior do ambiente que o robô percorre. O sistema proposto é baseado em registro de nuvens de pontos. Um Kinect acoplado ao robô captura imagens RGB e de profundidade, usadas para gerar nuvens de pontos que posteriormente são alinhadas na forma de registro, utilizando o alinhamento inicial SAC-IA com os descritores PFH e FPFH, e alinhadas através do algoritmo ICP. As métricas de avaliação demonstraram que os sistemas propostos são capazes de localizar o robô com precisão, encontrando a localização global ao longo de toda a trajetória, sendo capaz de resolver os problemas do robô sequestrado e do robô despertado. O algoritmo de alinhamento mostrou bons resultados quanto a capacidade de criar modelos compreensíveis, porém demanda um alto custo computacional. Desta forma, o presente trabalho propõe uma solução para que um robô acoplado com um Kinect percorra sua trajetória de forma autônoma, localizando-se e coletando nuvens de pontos que são usadas para criar um modelo 3D de seu ambiente de trabalho.

Abstract : The introduction of computer vision systems in mobile robots translates into a significant increase in their sensory habilities, which implies greater versatility and security in robot operations. Storing and manipulating all the images perceived by a robot during its visual localization and mapping task is typically intractable for real scenarios. The alternative adopted by this work is to represent the environment in a topological form, where some frames are selected, called keyframes, and represent visually distinct locations from the environment. Thus, each proposed map node corresponds to a keyframe, described by a set of local characteristics obtained by SIFT, SURF, ORB, BRIEF and BRISK descriptors. The selection of these descriptors was based on previous evaluations found in the literature and on a series of tests that verified important skills in the proposed context. When navigating through a particular environment, acquiring 3D models, which provide a much more comprehensive understanding than 2D maps, are of particular interest to remote users interested in the interior of the environment that the robot traverses. The proposed system is based on 3D point cloud registration. A Kinect is coupled to the robot and captures RGB and depth images, which are used to generate point clouds, aligned in the registration form, using the SAC-IA initial alignment with the descriptors PFH and FPFH, and fully aligned through the ICP algorithm. The evaluation metrics demonstrated that the proposed systems are able to locate the robot with precision, being able to cope with the global localization problem throughout the whole trajectory, including the classic kidnapped robot and wake-up problems. The alignment algorithm showed good results in respect of creating comprehensive models, although it demands a high computational cost. Therefore, the present work proposes a solution for a robot coupled with a Kinect to traverse its path autonomously, locating itself and collecting point clouds that are used to create a 3D model of its work environment.

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Magrin, Carlos Eduardo Setenareski. "Fusão de sensores utilizando técnica de fingerprint kNN e ponderação de atributos para localização indoor de um robô móvel." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2015. http://hdl.handle.net/1884/42967.

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Abstract:

Orientador : Prof. Dr. Eduardo Todt
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 15/12/2015
Inclui referências : f. 97-103
Resumo: Robôs moveis dependem do conhecimento sobre o ambiente para se locomoverem, assim sensores sao utilizados para detectar objetos, medir distancias de paredes e estimar a distancia percorrida. Porem, sensores estao sujeitos a ruídos de leitura e defeitos, e para conseguir relevantes valores de medicao do ambiente e possível utilizar o processo de fusao de sensores, combinando a leitura de dois ou mais sensores. Neste trabalho e proposto um metodo de fusao hierárquica de sensores, com tecnicas de fingerprint kNN e ponderacão de atributos para a resolucao do problema de localizaçao de uma plataforma robótica móvel, utilizando octogono de sonares, bússola digital e intensidade de sinal de uma rede wireless para determinar a localizacão de um robô movel autônomo. Os resultados obtidos sugerem diferentes ponderaçcãoes de atributos para cada tipo de ambiente e tamanhos de grids no mapa, em síntese o metodo de fusao hierárquica de sensores determina " onde esta o robô?" , independente da sua origem, orientacao ou posiçao anterior em ambientes indoor, utilizando sensores de baixo custo.
Abstract: Mobile robots depends on knowledge of the environment to move around, so sensors are used to detect objects, measuring distances walls and estimate the distance traveled. However, reading sensors are subject to noise and defects, for achieving relevant environmental measurement values it is possible to use the sensor fusion process, combining two or more sensors. In this paper we propose a hierarchical sensors fusion method with fingerprint kNN techniques and features weighting to solve the problem of location of a mobile robotic platform, using sonar octagon, digital compass and a wireless network signal strength to determine the location of an autonomous mobile robot. The results suggest different features weighting for each type of environment and sizes of grids on the map, in synthesis the hierarquical sensors fusion method define ''where the robot is?" , whatever their origin, orientation or previous position in indoor environments, using low-cost sensors.

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Junior, Antonio Marcelo Arietti. "Análise dos requisitos da qualidade em projetos de robôs agrícolas." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18145/tde-21072017-084102/.

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Abstract:

Norteado pela necessidade de evolução do mercado agrícola, o desenvolvimento da agricultura de precisão atinge o nível de gerenciamento escalar de uma única planta, utilizando robôs agrícolas autônomos, os quais deverão trabalhar por longos períodos, ser ambientalmente corretos, atender às necessidades dos clientes, e ainda, com qualidade, confiabilidade e segurança. Este trabalho tem como objetivos pesquisar, discutir e apresentar os requisitos da qualidade em robôs agrícolas, focando a satisfação do usuário final. Tais objetivos serão atingidos por meio do detalhamento da aplicação de ferramentas utilizadas durante o desenvolvimento do produto, e da avaliação de um robô existente, quanto ao atendimento dos requisitos definidos pelo usuário final. O estudo conclui que, a melhor metodologia a ser utilizada para satisfazer as necessidades do usuário final de um robô agrícola, é aplicação da ferramenta QFD durante o desenvolvimento do projeto do produto. Quanto à avaliação do robô existente, a conclusão foi de que, por se tratar de um robô desenvolvido com finalidade experimental para execução de pequenas atividades e com recursos financeiros limitados, sua nota média obtida pode ser considerada apropriada.
Guided by agricultural market evolution demand, precision agriculture development reaches scalar management level of one only plant, through the usage of autonomous agricultural robots, which must work in long shifts, environmentally friendly, meet customer requirements, all this with quality, reliability and safety. This work aims the research, discussion and presentation of quality requirements of agricultural robots, focusing on the satisfaction of final user. These objectives are reached through the tools application detailing used during the product development and evaluation of an existent robot on the requirements defined by the final user. The study concludes that the best methodology to be used to satisfy agricultural robots final user needs is through the application of QFD tool during the product design. As for the evaluation on the existent robot, the conclusion was that, as a robot developed for an experimental execution of small activities and with limited budget, his average score may be considered appropriated.

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Jodas, Danilo Samuel [UNESP]. "Desenvolvimento de um sistema de navegação baseado em máquina de vetores de suporte para dirigibilidade de um robô móvel por caminhos em plantações." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2012. http://hdl.handle.net/11449/98649.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-02Bitstream added on 2014-06-13T19:38:55Z : No. of bitstreams: 1 jodas_ds_me_sjrp.pdf: 1056058 bytes, checksum: eb5f8e6ec063430577edbf081cc017c4 (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A utilização de robôs móveis mostra-se importante em atividades onde a atuação do ser humano é difícil ou perigosa. A exploração em locais de difícil acesso, como por exemplo em operações de resgate e em missões espaciais, é uma situação onde robôs móveis são frequentemente utilizados para evitar exposição dos especialistas humanos a situações de riscos. Na agricultura, robôs móveis são utilizados em tarefas de cultivo e na aplicação de agrotóxicos em quantidades mínimas para reduzir a poluição do meio ambiente. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema para controlar a navegação de um robô móvel autônomo por caminhos em plantações. O controle da direção do robô é realizado com base em imagens das trilhas as quais, após um processamento prévio, para extração de características, são submetidas a máquinas de vetores de suporte, para a definição da rota a ser seguida. O objetivo do projeto no qual este trabalho se insere é o controle do robô em tempo real, para tanto, o sistema foi implementado em hardware para mostrar que o ganho de desempenho pode ser melhor em relação à execução em software. Neste trabalho, relata-se a implementação de uma máquina de vetores de suporte a qual apresentou uma precisão em torno de 93% da rota adequada
The use of mobile robots turns out to be interesting in activities where the actions of human beings is difficult or dangerous. The exploration in areas of difficult access, such as in rescue operations and in space missions, is a situation where mobile robots are often used to avoid exposure of human experts to risky situations. In agriculture, mobile robots are used in tasks of cultivation and application of pesticides in minute quantities to reduce environmental pollution. In this paper we present the development of a system to control an autonomous mobile robot navigation through tracks in plantations. Track images are used to control robot direction by preprocessing them to extract image features, and then submitting such characteristic features to a support vector machine to find out the most appropriate route. As the overall goal of the project to which this work is connected is the robot control in real time, the system was embedded onto a hardware platform to show that the performance gain can be better if compared to execution in software. However, in this paper we report the software implementation of a support vector machine, which presented around 93% accuracy in predicting the appropriate route

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Jodas, Danilo Samuel. "Desenvolvimento de um sistema de navegação baseado em máquina de vetores de suporte para dirigibilidade de um robô móvel por caminhos em plantações /." São José do Rio Preto : [s.n.], 2012. http://hdl.handle.net/11449/98649.

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Abstract:

Orientador: Norian Marranghello
Banca: Evandro Luís Linhari Rodrigues
Banca: Alexandre César Rodrigues da Silva
Resumo: A utilização de robôs móveis mostra-se importante em atividades onde a atuação do ser humano é difícil ou perigosa. A exploração em locais de difícil acesso, como por exemplo em operações de resgate e em missões espaciais, é uma situação onde robôs móveis são frequentemente utilizados para evitar exposição dos especialistas humanos a situações de riscos. Na agricultura, robôs móveis são utilizados em tarefas de cultivo e na aplicação de agrotóxicos em quantidades mínimas para reduzir a poluição do meio ambiente. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema para controlar a navegação de um robô móvel autônomo por caminhos em plantações. O controle da direção do robô é realizado com base em imagens das trilhas as quais, após um processamento prévio, para extração de características, são submetidas a máquinas de vetores de suporte, para a definição da rota a ser seguida. O objetivo do projeto no qual este trabalho se insere é o controle do robô em tempo real, para tanto, o sistema foi implementado em hardware para mostrar que o ganho de desempenho pode ser melhor em relação à execução em software. Neste trabalho, relata-se a implementação de uma máquina de vetores de suporte a qual apresentou uma precisão em torno de 93% da rota adequada
Abstract: The use of mobile robots turns out to be interesting in activities where the actions of human beings is difficult or dangerous. The exploration in areas of difficult access, such as in rescue operations and in space missions, is a situation where mobile robots are often used to avoid exposure of human experts to risky situations. In agriculture, mobile robots are used in tasks of cultivation and application of pesticides in minute quantities to reduce environmental pollution. In this paper we present the development of a system to control an autonomous mobile robot navigation through tracks in plantations. Track images are used to control robot direction by preprocessing them to extract image features, and then submitting such characteristic features to a support vector machine to find out the most appropriate route. As the overall goal of the project to which this work is connected is the robot control in real time, the system was embedded onto a hardware platform to show that the performance gain can be better if compared to execution in software. However, in this paper we report the software implementation of a support vector machine, which presented around 93% accuracy in predicting the appropriate route
Mestre

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Magalhães, Carlos Manuel Carvalho. "Modelização do integrador do agente CAMBADA." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2014. http://hdl.handle.net/10773/13974.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática
No âmbito do projecto CAMBADA, do qual o DETI/UA (Departamento de Electrónica, Telemática e Informática da Universidade de Aveiro) é parceiro, surge a necessidade de analisar e produzir uma estrutura modelar para o integrador que incorpora o agente CAMBADA. O principal objectivo desta dissertação é dotar o integrador de um modelo fácil de compreender, de rápida evolução e simples implementação no desenvolvimento de novos conceitos. A equipa CAMBADA já possui uma estrutura bem definida para o agente que controla os seus robôs, de tal forma que a necessidade de o manter funcional e munido das suas capacidades é algo inevitável. Assim sendo, o integrador deste agente deixou de ser um módulo extenso, interdependente nas suas responsabilidades e de edição complexa, para se tornar num módulo que obedece a um modelo simples e de fácil edição. O módulo integrador é um dos importantes componentes que integra o agente CAMBADA, já que é o módulo com a responsabilidade de integrar toda a informação referente ao robô e ao estado do mundo que o rodeia. Um módulo complexo, mas fundamental para o bom funcionamento do robô e para o sucesso nas tomadas de decisão durante um jogo. O projecto de modelizar o integrador do agente CAMBADA incide no trabalho subjacente a esta dissertação, que consistiu essencialmente numa primeira análise laboriosa do integrador existente e posteriormente na criação de uma estrutura completamente nova e modelada, que é suportada por um modelo alicerçado em interfaces que dividem a complexidade da integração nas diversas áreas sensoriais que o robô CAMBADA incorpora. Nesse sentido, o novo modelo é constituído por módulos independentes para a integração da informação relativa à bola e ao robô, já que a informação relativa aos obstáculos, ao estado do jogo e ao baixo nível é integrada como anteriormente no módulo principal de integração. Foram exploradas formas de filtragem assentes no uso de filtros de Kalman e de Partículas, para as observações referentes às amostras usadas no cálculo da posição e velocidade da bola de jogo. O objectivo principal deste trabalho foi cumprido, já que foi evidente a melhoria que o novo modelo trouxe ao módulo de integração do agente CAMBADA. Quanto à implementação dos novos métodos de filtragem segundo o uso dos filtros estudados, não produziram o resultado esperado, uma vez que não trouxeram uma melhoria significativa à precisão dos dados obtidos do mundo. Contudo, serviram para demonstrar o quão importante é o novo modelo, porque possibilitou a integração de novas implementações sem a necessidade de alterar o integrador.
In the context of the CAMBADA project, in which the DETI/UA (Department of Electronics, Telematics and Informatics, University of Aveiro) is a partner, there is the need to analyze and produce an improved model structure for the integrator that incorporates the CAMBADA agent. The objective of this dissertation is to provide an integrator model that is easy to understand, allows rapid evolution and where it is simple to implement new concepts of development. The CAMBADA team already has a well-defined structure for the agent that controls the robots, hence, they need to maintain functional and equipped their capabilities. The integrator of this agent has changed from an extensive, interdependent in their responsibilities and complex module to become a module that follows a simple model and is easy to edit. The integrator module is one of the important components that integrates the agent CAMBADA, since it is the module with the responsibility to integrate all of the information on the robot and on the state of the world that surrounds it. A complex module, but it is essential for the proper functioning of the robot and the success in decision-making during a game. The new model of the CAMBADA agent integrator was specified and implemented in this dissertation work. First, a laborious analysis of the existing integrator was performed and subsequently the creation of a completely new and modeled structure which houses grounded model interfaces which divide the complexity of integrating the various sensory areas that incorporates CAMBADA robot was achieved. In this sense, the new model consists of independent modules for the integration of information on the ball and the robot. Information concerning obstacles and the state of the game at the lower level is integrated as before in the main module integration. Forms of filtering based on the use of Kalman and Particle filters, for observations relating to the samples used to calculate the position and velocity of the game ball were explored. The main objective of this work was completed. There is an evident improvement with the new model brought to the integration of CAMBADA agent module. The implementation of new methods of filtering using the filter according to the study did not produce the expected results, since it did not bring a significant improvement in the accuracy of the data obtained from the world. However it served to demonstrate how important the new model is, because it allowed the new implementations of integration, without the need to change the integrator.

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Maffei, Renan de Queiroz. "Translating sensor measurements into texts for localization and mapping with mobile robots." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2017. http://hdl.handle.net/10183/158403.

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Abstract:

Localização e Mapeamento Simultâneos (SLAM), fundamental para robôs dotados de verdadeira autonomia, é um dos problemas mais difíceis na Robótica e consiste em estimar a posição de um robô que está se movendo em um ambiente desconhecido, enquanto incrementalmente constrói-se o mapa de tal ambiente. Provavelmente o requisito mais importante para localização e mapeamento adequados seja um preciso reconhecimento de local, isto é, determinar se um robô estava no mesmo lugar em diferentes ocasiões apenas analizando as observações feitas pelo robô em cada ocasião. A maioria das abordagens da literatura são boas quando se utilizam sensores altamente expressivos, como câmeras, ou quando o robô está situado em ambientes com pouco ambiguidade. No entanto, este não é o caso, por exemplo, quando o robô equipado apenas com sensores de alcance está em ambientes internos estruturados altamente ambíguos. Uma boa estratégia deve ser capaz de lidar com tais ambientes, lidar com ruídos e erros nas observações e, especialmente, ser capaz de modelar o ambiente e estimar o estado do robô de forma eficiente. Nossa proposta consiste em traduzir sequências de medições de laser em uma representação de texto eficiente e compacta, para então lidar com o problema de reconhecimento de local usando técnicas de processamento lingüísticos. Nós traduzimos as medições dos sensores em valores simples computados através de um novo modelo de observação baseado em estimativas de densidade de kernel chamado de Densidade de Espaço Livre (FSD). Estes valores são quantificados permitindo a divisão do ambiente em regiões contíguas de densidade homogênea, como corredores e cantos. Regiões são representadas de forma compacta por simples palavras descrevendo o valor de densidade espacial, o tamanho e a variação da orientação daquela região. No final, as cadeias de palavras compõem um texto, no qual se buscam casamentos de n-gramas (isto é, sequências de palavras). Nossa técnica também é aplicada com sucesso em alguns cenários de operação de longo-prazo, onde devemos lidar com objetos semi-estáticos (i.e. que se movem ocasionalmente, como portas e mobílias). Todas as abordagens foram avaliadas em cenários simulados e reais obtendo-se bons resultados.
Simultaneous Localization and Mapping (SLAM), fundamental for building robots with true autonomy, is one of the most difficult problems in Robotics and consists of estimating the position of a robot that is moving in an unknown environment while incrementally building the map of such environment. Arguably the most crucial requirement to obtain proper localization and mapping is precise place recognition, that is, determining if the robot is at the same place in different occasions just by looking at the observations taken by the robot. Most approaches in literature are good when using highly expressive sensors such as cameras or when the robot is situated in low ambiguous environments. However this is not the case, for instance, using robots equipped only with range-finder sensors in highly ambiguous indoor structured environments. A good SLAM strategy must be able to handle these scenarios, deal with noise and observation errors, and, especially, model the environment and estimate the robot state in an efficient way. Our proposal in this work is to translate sequences of raw laser measurements into an efficient and compact text representation and deal with the place recognition problem using linguistic processing techniques. First, we translate raw sensor measurements into simple observation values computed through a novel observation model based on kernel-density estimation called Free-Space Density (FSD). These values are quantized into significant classes allowing the division of the environment into contiguous regions of homogeneous spatial density, such as corridors and corners. Regions are represented in a compact form by simple words composed of three syllables – the value of spatial density, the size and the variation of orientation of that region. At the end, the chains of words associated to all observations made by the robot compose a text, in which we search for matches of n-grams (i.e. sequences of words), which is a popular technique from shallow linguistic processing. The technique is also successfully applied in some scenarios of long-term operation, where we must deal with semi-static objects (i.e. that can move occasionally, such as doors and furniture). All approaches were evaluated in simulated and real scenarios obtaining good results.

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Li, Hongjun. "Mapping in uncertain environments for mobile robots." Doctoral thesis, Universidade de Évora, 2019. http://hdl.handle.net/10174/26154.

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Abstract:

Um dos problemas fundamentais em robótica móvel é o problema da localização e mapeamento, no qual um robô se deve localizar ao mesmo tempo que constrói um mapa do ambiente. Existem diversas técnicas para abordar este problema. Neste trabalho propõem-se abordagens novas para a construção do mapa em ambientes estáticos e dinâmicos, assumindo pose conhecida. As abordagens propostas baseiam-se em campos aleatórios de Markov (Markov random fields - MRF) e em campos aleatórios Gaussianos (Gaussian random fields - GRF), seguindo um ponto de vista Bayesiano, onde as distribuições de probabilidade a priori são usadas como regularizadores. Num ambiente estático, cada ponto do espaço é descrito pela sua probabilidade de ocupação. O primeiro método proposto é um filtro baseado nos MRF, que se centra no ruído das medidas e que pode ser implementado em linha (tempo real). O segundo método é um método preditivo baseado nos MRF que permite também estimar a probabilidade de ocupação do espaço não observado. Em ambos os métodos, os mapas são construídos numa grelha de células. Outra abordagem baseia-se num espaço contínuo, baseado em GRF onde se propõe um método recursivo de modo a reduzir a complexidade computacional. No caso de ambientes dinâmicos, a probabilidade de ocupação é substituída pelas probabilidade de transição duma cadeia de Markov para descrever o comportamento dinâmico de cada ponto. Nesta abordagem são propostos dois métodos para os ambientes dinâmicos, igualmente baseados nos MRF e nos GRF. No método com MRF todos os parâmetros são estimados em conjunto. Pelo contrário, com os GRF os parâmetros são divididos em dois sub-conjuntos de modo a reduzir a complexidade computacional. Todos os métodos propostos são testados e apresentam-se resultados em simulação nos respetivos capítulos. Finalmente estes algoritmos são também validados em ambiente experimental. Nestas experiências, as poses não podem ser medidas com precisão e é tida em consideração a incerteza na pose do robô. Quando comparados com o estado da arte, os métodos propostos resolvem as inconsistências nos mapas tendo em consideração a dependência entre pontos vizinhos. Este processo é realizado usando MRF e GRF em vez de assumir independência. As simulações e os resultados experimentais demonstram que os métodos propostos podem, não apenas lidar com as inconsistências nos mapas construídos, mas também tirar proveito da correlação espacial para prever o espaço não observado; Abstract: Mapping in Uncertain Environments for Mobile Robots One of the fundamental problems in robotics is the localization and mapping problem, where a robot has to localize itself while building a map of the environment. Several techniques exist to tackle this problem. This work proposes novel mapping approaches with known robot poses for static and dynamic environments. The proposed techniques are based on Markov random fields (MRFs) and Gaussian random fields (GRFs), following a Bayesian viewpoint where prior distributions are provided as regularizers. In static environments, every point is described by its occupancy probability. The first proposed method is an MRF-based filter, which focuses on the measurement noise and can be implemented online (realtime). The second one is an MRF-based prediction method, which can also be used to estimate the occupancy probability for unobserved space. In both methods, the maps are organized as a grid. Another approach, which works in continuous space, is based on a GRF prediction method, and a recursive algorithm is proposed to reduce the computational complexity. In the case of dynamic environments, the occupancy probability is replaced by transition probabilities of a Markov chain that describe the dynamic behaviour of each point. Two methods for dynamic environments are proposed, also based on MRFs and GRFs. In the MRF-based method, all the parameters are jointly estimated. In contrast, in the GRF-based method, the parameters are divided into two subsets to reduce the computational complexity. All the proposed methods are tested in simulations in the corresponding chapters. Finally, these algorithms are also validated on an experimental platform. In the experimental environments, robot poses cannot be measured precisely, and so the uncertainty of robot poses is also considered. When compared with the state of the art for dynamic environments, the proposed methods tackle the inconsistencies in the maps by considering dependence between neighbour points. This is done using MRFs and GRFs instead of assuming independence. The simulations and the experimental results demonstrate that the proposed methods can, not only deal with the inconsistency in the built maps, but also take advantage of the spatial correlation to predict unobserved space.

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Becker, Thiago. "Navegação de um robô móvel baseado em um modelo de consciência artificial." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2015. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1605.

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Abstract:

O presente trabalho tem por objetivo realizar um estudo sobre a arquitetura Baars-Franklin, a qual define um modelo de consciência artificial, e aplicá-la a uma tarefa da navegação em um robô móvel autônomo. A inserção de robôs móveis em ambientes dinâmicos acarreta uma alta complexidade nas tarefas de navegação, visto que para lidar com a constante mudança no ambi-ente, é essencial que o robô seja capaz de se adaptar a este dinamismo. A abordagem utilizada neste trabalho é de realizar a execução destas tarefas de uma maneira mais próxima da utilizada por seres humanos quando reagem às mesmas condições, por meio de um modelo de cons-ciência computacional. A arquitetura LIDA (Learning Intelligent Distribution Agent) é uma proposta de sistema cognitivo que procura modelar alguns dos aspectos cognitivos humanos, desde as percepções sensoriais (aspectos cognitivos de baixo nível) até o processo de tomada de decisão, os mecanismos de atenção e a memória episódica (considerados aspectos cogniti-vos de alto nível). Neste trabalho é utilizada uma implementação computacional da arquitetura LIDA, sendo apresentada a realização de um estudo de caso que visa avaliar a aplicabilidade e o desempenho de uma proposta de navegação cognitiva a robô móvel em ambientes dinâmicos e desconhecidos. São realizados experimento utilizando tanto um ambiente virtual (simulação) quanto um ambiente e robô reais. Este estudo concluiu que pode se obter benefícios na utili-zação de modelos cognitivos conscientes na tarefa de navegação de robôs móveis, apontando pontos positivos e negativos desta abordagem.
This work presents a study about a the Baars-Franklin architecture, which defines a model of computational consciousness, and use it in a mobile robot navigation task. The insertion of mobile robots in dynamic environments carries a high complexity in navigation tasks, in order to deal with the constant environment changes, it is essential that the robot can adapt to this dynamism. The approach utilized in this work is to make the execution of these tasks closer to how human beings react to the same conditions by means of a model of computational consci-ousness. The LIDA architecture (Learning Intelligent Distribution Agent) is a cognitive system that seeks tomodel some of the human cognitive aspects, from low-level perceptions to decision making, as well as attention mechanism and episodic memory. In the present work, a computa-tional implementation of the LIDA architecture was evaluated by means of a case study, aiming to evaluate the capabilities of a cognitive approach to navigation of a mobile robot in dynamic and unknown environments, using experiments both with virtual environments (simulation) and a real robot in a realistic environment. This study concluded that it is possible to obtain benefits by using conscious cognitive models in mobile robot navigation tasks, presenting the positive and negative aspects of this approach.

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Morais, Carlos Eduardo Silva. "Um Sistema Anticolisão 3D baseado no método de Campo Potencial Artificial para um robô móvel." Universidade Federal da Paraíba, 2017. http://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/handle/tede/9243.

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Abstract:

Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-11T14:01:11Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11420527 bytes, checksum: 9c4b07869f327f3f311a4d4c15f0210b (MD5)
Made available in DSpace on 2017-08-11T14:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11420527 bytes, checksum: 9c4b07869f327f3f311a4d4c15f0210b (MD5) Previous issue date: 2017-02-16
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Anti-collision systems are based on sensing and estimating the mobile robot pose (coordinates and orientation), with respect to its environment. Obstacles detection, path planning and pose estimation are primordial to ensure the autonomy and safety of the robot, in order to reduce the risk of collision with objects and living beings that share the same space. For this, the use of RGB-D sensors, such as the Microsoft Kinect, has become popular in the last years, for being relative accurate and low cost sensors. In this work we propose a new 3D anti-collision algorithm based on Artificial Potential Field method, that is able to make a mobile robot pass between closely spaced obstacles, minimizing the oscillations during the cross. We develop our Unmanned Ground Vehicles (UGV) system on a ’Turtlebot 2’ platform, with which we perform the experiments.
Sistemas anti-colisão são baseados na percepção e estimação da pose do robô móvel (coordenadas e orientação), em referência ao ambiente em que ele se encontra. A detecção de obstáculos, planejamento de caminhos e estimação da pose são fundamentais para assegurar a autonomia e a segurança do robô, no intuito de reduzir o risco de colisão com objetos ou pessoas que dividem o mesmo espaço. Para isso, o uso de sensores RGB-Ds, tal como o Microsoft Kinect, vem se tornando popular nos últimos anos, por serem sensores relativamente precisos e de baixo custo. Nesse trabalho nós propomos um novo algoritmo anti-colisão 3D baseado no método de Campo Potencial Artificial, que é capaz de fazer um robô móvel passar em espaços estreitos, entre obstáculos, minimizando as oscilações, que é uma característica comum desse tipo de método, durante seu deslocamento. Foi desenvolvido um sistema para plataforma robótica ’Turtlebot 2’, o qual foi utilizado para realizar todos os experimentos.

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Conrado, Daniel Bruno Fernandes. "Abordagem para criação de linguagens específicas de domínio para robótica móvel." Universidade Federal de São Carlos, 2012. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/513.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4765.pdf: 5526051 bytes, checksum: eca7635e3ad1f0a28a9f3871c97aac57 (MD5) Previous issue date: 2012-11-12
Universidade Federal de Sao Carlos
Autonomous mobile robots are machines capable of executing repetitive/dangerous tasks more efficiently. Most of them have an embedded software which is responsible for their execution. Over the last years, the complexity of these applications has continuously growing and they are presenting challenges that are uncommon to traditional information systems development. Therefore, any technique that can support their development is a great contribution. A technique that improves the productivity is to use domain-specific languages (DSLs). These are modeling and programming languages whose constructs are concepts and abstractions of a particular domain. It frees developers from worrying about generic programming concepts (classes, objects, attributes, etc.) and allows them to focus on the problem to be solved. As creating a DSL is not a trivial task and pointing the idiosyncrasies of mobile robots, this dissertation presents an approach for engineering DSLs to mobile robots. The aim is to make the activity of creating DSLs to this domain more systematic and controlled. In this approach, an application is taken as input and a series of domain statements is extracted from it. These statements are classified into categories and each one of them are analized in order to extract commonalities and variabilities, wich are transformed into components of a DSL. An important characteristic of the approach is that it asks for just one application to reach a first version of a running DSL. We suggest that the same DSL can be evolved just by applying the approach again using another application as input. So new components could be created and the existing ones could be modified. We also present a generic language model providing a foundation architecture that allows one to easily create new DSLs by extending it. Two proofs of concept are presented in order to exemplify the application of our approach.
Robôs móveis autônomos são máquinas com potencial para realizar atividades repetitivas ou de alta periculosidade com mais eficácia. Muitos possuem um software embarcado responsável pelo seu funcionamento. Nos últimos anos, a complexidade dessas aplicações robóticas embarcadas tem crescido continuamente e apresentam desafios que são incomuns ao desenvolvimento dos tradicionais sistemas de informação. Portanto, toda técnica que dê suporte a esse tipo de desenvolvimento pode contribuir significativamente. Uma técnica que permite o aumento de produtividade é a utilização de linguagens específicas de domínio (DSLs). Essas são linguagens de modelagem e programação cujas construções são conceitos e abstrações de um domínio de aplicação em particular. Isso desobriga o desenvolvedor de se preocupar com conceitos genéricos de programação (classes, objetos, atributos, etc.) para focar-se no problema a ser resolvido. Como o desenvolvimento de uma DSL não é uma tarefa trivial e tendo em vista as idiossincrasias dos robôs móveis autônomos, esta dissertação apresenta uma abordagem para construção de DSLs para robôs móveis. O objetivo é deixar mais sistemática e controlada a criação de DSLs para esse domínio. Nessa abordagem, uma aplicação é tomada como entrada e dela extraem-se declarações a respeito do domínio. Essas declarações são categorizadas e, para cada categoria, são levantadas partes comuns e variáveis. Então, essas partes são transformadas em componentes de uma DSL. Uma característica importante da abordagem apresentada é que uma versão inicial da DSL pode ser alcançada tendo apenas uma aplicação como base. Sugere-se que essa mesma DSL possa evoluir pela reaplicação da abordagem tendo uma nova aplicação como entrada. Dessa forma, novos componentes podem ser criados e os existentes, modificados. Também é apresentado um modelo genérico de linguagem que fornece uma arquitetura básica, permitindo que novas DSLs sejam facilmente construídas pela extensão da mesma. Duas provas de conceito são apresentadas com a intenção de exemplificar a aplicação da abordagem.

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Soriano, Vigueras Ángel. "Integración de sistemas multi-agente en plataformas embebidas heterogéneas con recursos limitados para tareas de localización y coordinación en detección y evasión de colisiones en robótica móvil." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2017. http://hdl.handle.net/10251/86174.

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Abstract:

[EN] In recent years, within the field of mobile robotics, distributed architectures are becoming the fundamental pillar on which to develop modular, scalable and reusable algorithms that offer flexible solutions that can be applied easily and quickly to any platform with minimal changes in the software. Thus avoiding to reinvent the wheel facing the same problem again and again with each different type of robot on which it wants to work. Within this type of architecture, the multi-agent systems have the ability to orient their programming to modular behaviors and offer a well defined communication management. The ability for a group of robots to communicate with each other with some ease, gives new information to the agents that the sensoring hardware may sometimes not be able to detect, and that can be used to propose new or complementary solutions to the already defined within the area. This is exactly the reason and the challenge faced by this work, applied to mobile robots with limited resources. The first contribution of this thesis lies in the development of a control middleware which allows the use of two important distributed frameworks: JADE oriented multi-agent software development and ROS oriented distributed robotic software. The middleware was integrated into the set of robots available for testing and it was used as the basis of the architecture of most simulated and practical experiments that are presented. Once the established and detailed the hardware and software used, the new algorithms developed for local and global localization of mobile robots with limited resources, based on filters of sensory fusion and geometric correspondences are established. In addition, the benefits are evaluated using the principles of control and sampling based on events and taking as a starting point the cascade algorithms based on time. Based on these localization algorithms, navigation and coordination methodologies are described for groups of cooperative robots, where the communications between agents are the basis of success and where satisfactory results are observed both individually by robot and globally on the set Of robots. When working on a scenario shared by various mobile robots navigating, one of the most critical issues is to get the robots do not collide with each other. For this reason, another of the most important contributions of this work has been the development of an algorithm of detection and avoidance of collisions based on the consensus and agreement between robots through the point-to-point communications between them. For cases when a robot collided with just another robot, and for cases where multiple collisions occurred at the same time. Finally, the conclusions and the possible lines of work on which to continue researching and developing from the results obtained in this thesis are presented.
[ES] En los últimos años, dentro del campo de la robótica móvil, las arquitecturas distribuidas se están convirtiendo en el pilar fundamental sobre el cual desarrollar algoritmos modulares, escalables y reaprovechables que ofrezcan soluciones flexibles aplicables fácil y rápidamente a cualquier plataforma con unos cambios mínimos en el software, evitando de este modo reinventar la rueda enfrentándose al mismo problema una y otra vez con cada tipo distinto de robot sobre el que se desea trabajar. Dentro de este tipo de arquitectura los sistemas multi-agente permiten orientar su programación hacia comportamientos modulares y ofrecen una gestión de comunicaciones bien definida. La habilidad de que un grupo de robots pueda comunicarse entre sí con cierta facilidad, otorga información nueva a los agentes que el hardware de sensorización puede en ocasiones no ser capaz de detectar, y que puede ser utilizada para proponer nuevas soluciones alternativas o complementarias a las ya definidas dentro del área. Este es exactamente el motivo y el reto al que se enfrenta este trabajo, aplicado a robots móviles de recursos limitados. La primera aportación de esta tesis radica en el desarrollo de un middleware de control el cual permite el uso de dos importantes frameworks distribuidos: JADE orientado al desarrollo software multi-agente y ROS orientado a software robótico distribuido. El middleware se integró en el conjunto de robots disponibles para pruebas y se utiliza como base de la arquitectura de la mayoría de experimentos simulados y prácticos que se presentan. Establecido y detallado el hardware y el software a utilizar, se establecen los nuevos algoritmos desarrollados para la localización local y global de robots móviles de recursos limitados, basados en filtros de fusión sensorial y en correspondencias geométricas. Además se evalúan las prestaciones utilizando los principios de control y muestreo basados en eventos y tomando como punto de partida los algoritmos en cascada basados en el tiempo. Partiendo de dichos algoritmos de localización, se describen metodologías de navegación y coordinación de grupos de robots cooperativos, donde las comunicaciones entre agentes son la base del éxito y donde se observan resultados satisfactorios tanto a nivel individual por robot, como a nivel global sobre el conjunto de robots. Cuando se trabaja sobre un escenario compartido por diversos robots móviles navegando, una de las problemáticas más críticas es conseguir que los robots no choquen entre ellos. Por este motivo, otra de las aportaciones más importantes de este trabajo ha sido el desarrollo de un algoritmo de detección y evasión de colisiones basado también en el consenso y el acuerdo entre robots a través de las comunicaciones punto a punto entre ellos, el cual se ha definido tanto para situaciones donde un robot colisionaba sólo con otro robot, como para casos en los que ocurrían múltiples colisiones al mismo tiempo. Finalmente se exponen las conclusiones y las posibles líneas de trabajo sobre las que seguir investigando y desarrollando a partir de los resultados obtenidos en la presente tesis.
[CAT] En els últims anys, dins del camp de la robòtica mòbil, les arquitectures distribuïdes s'estan convertint en el pilar fonamental sobre el qual desenvolupar algorismes modulars, escalables i reaprovechables que oferisquen solucions flexibles aplicables fàcil i ràpidament a qualsevol plataforma amb uns canvis mínims en el programari, evitant d'aquesta manera reinventar la roda enfrontant-se al mateix problema una vegada i una altra amb cada tipus diferent de robot sobre el qual es desitja treballar. Dins d'aquest tipus d'arquitectura els sistemes multi-agent permeten orientar la seua programació cap a comportaments modulars i ofereixen una gestió de comunicacions ben definida. L'habilitat de que un grup de robots puga comunicar-se entre si amb certa facilitat, atorga informació nova als agents que el hardware de sensorització pot en ocasions no ser capaç de detectar, i que pot ser utilitzada per a proposar noves solucions alternatives o complementàries a les ja definides dins de l'àrea. Aquest és exactament el motiu i el repte al que s'enfronta aquest treball, aplicat a robots mòbils de recursos limitats. La primera aportació d'aquesta tesi radica en el desenvolupament d'un middleware de control el qual permet l'ús de dos importants frameworks distribuïts: JADE orientat al desenvolupament de la programació multi-agent i ROS orientat a la programació robòtica distribuïda. El middleware es va integrar en el conjunt de robots disponibles per a proves i s'utilitza com a base de l'arquitectura de la majoria d'experiments simulats i pràctics que es presenten. Establit i detallat el hardware i el software a utilitzar, s'estableixen els nous algorismes desenvolupats per a la localització local i global de robots mòbils de recursos limitats, basats en filtres de fusió sensorial i en correspondències geomètriques. A més s'avaluen les prestacions utilitzant els principis de control i mostreig basats en esdeveniments i prenent com a punt de partida els algorismes en cascada basats en el temps. Partint d'aquests algorismes de localització, es descriuen metodologies de navegació i coordinació de grups de robots cooperatius, on les comunicacions entre agents són la base de l'èxit i on s'observen resultats satisfactoris tant a nivell individual per robot, com a nivell global sobre el conjunt de robots. A més, quan es treballa sobre un escenari compartit per diversos robots mòbils navegant, una de les problemàtiques més crítiques és aconseguir que els robots no xoquen entre ells. Per aquest motiu, una altra de les aportacions més importants d'aquest treball ha sigut el desenvolupament d'un algorisme de detecció i evasió de col·lisions basat també en el consens i l'acord entre robots a través de les comunicacions punt a punt entre ells, el qual s'ha definit tant per a situacions on un robot col·lisionava només amb un altre robot, com per a casos en els quals ocorrien múltiples col·lisions al mateix temps. Finalment s'exposen les conclusions i les possibles línies de treball sobre les quals seguir investigant i desenvolupant a partir dels resultats obtinguts en la present tesi.
Soriano Vigueras, Á. (2017). Integración de sistemas multi-agente en plataformas embebidas heterogéneas con recursos limitados para tareas de localización y coordinación en detección y evasión de colisiones en robótica móvil [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86174
TESIS

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Gojtan, Gerd Erwin Ernst. "Análise da precisão de uma estrutura robótica com cinemática paralela assimétrica de topologia 2UPS+PRP em função do mapeamento dos erros de posicionamento da plataforma móvel no espaço de trabalho disponível, durante operação de fresamento de acabamento, aplicando modelagem matemática." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-04112009-095420/.

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Abstract:

Esta tese tem por objetivo estudar a precisão de uma nova estrutura robótica para operações de fresamento, em substituição às convencionais maquinas-ferramentas seriais, especialmente as fresadoras e os centros de usinagem CNC. A estrutura proposta está baseada no conceito da cinemática paralela, tendo a análise da precisão sido realizada em função do mapeamento dos erros de posicionamento da ferramenta de corte dentro do espaço de trabalho disponível, durante operação de fresamento de acabamento, aplicando modelagem matemática. A motivação está na busca por altos desempenhos e as estruturas robóticas paralelas possuem diversas vantagens perante as estruturas seriais: construção modular, massa reduzida, altas velocidades/acelerações. Por outro lado, há ainda problemas a serem solucionados, como: garantia da precisão, otimização do espaço de trabalho e redução/eliminação de singularidades. A metodologia aplicada no desenvolvimento deste trabalho compreende quatro etapas: a proposta de uma nova estrutura robótica desenvolvida a partir de métodos de síntese existentes; o desenvolvimento de modelos matemáticos para caracterizar o seu comportamento cinemático; a identificação das fontes de erro que influenciam no desvio de posição da ferramenta; a elaboração de modelos matemáticos e algorítmos computacionais para analisar o grau de influência de cada fonte de erro identificada. Desenvolvemos uma estrutura robótica de topologia assimétrica 2UPS+PRP, com as seguintes características: mobilidade 3 com três translações no espaço, reduzido número de componentes e movimento na direção z independente dos movimentos nas direções x e y. Apresentamos os algoritmos computacionais para mapear os erros cinemáticos, geométricos e elásticos através da discretização do espaço de trabalho disponível, baseado nas matrizes Jacobianas e no princípio do trabalho virtual. Com relação aos mapeamentos dos desvios de posição da ferramenta obtidos, chegamos a algumas conclusões. Os maiores erros cinemáticos ocorreram quando as imprecisões impostas aos dois membros motores laterais tinham sinais contrários. Os erros geométricos com tolerâncias dimensionais na classe de trabalho IT5, foram os mais relevantes dentre os erros considerados. Os erros elásticos, considerando forças de usinagem de acabamento, foram os menos relevantes entre os erros considerados, sendo expressiva a influência da rigidez das juntas universais e esféricas. A utilização do princípio do trabalho virtual, com parâmetros de rigidez concentrados, mostrou ser eficaz e eficiente, comparado ao SMA (análise da matriz estrutural) e ao FEM (método dos elementos finitos), devido ao menor trabalho para o desenvolvimento da sua formulação e ao tempo computacional reduzido para o seu processamento.
This thesis has the purpose to study the precision of a new robotic structure for milling operations, in substitution to the conventional serial machine-tools, specialy the CNC milling machines and cutting centers. The proposed structure is based on the parallel kinematics concept and the precision analysis was realized, applying mathematical models, to obtain the positioning errors mapping of the cutting tool in the available workspace, during finishing milling operations. The motivation is on the search higher performances and the parallel robotic structures have several advantages to the serial structures: modular construction, lightness, high velocities/acelerations. Otherwise, there are still problems to be solved, like: guaranty of precision, workspace optimization and reduction/elimination of singularities. The methodology applied for the development of this work involves four steps: the proposal of a new robotic structure developed using existing synthesis methods; the development of mathematical models to characterize its kinematic behavior; the error sources identification that influences the deviation of the tool position; the elaboration of mathematical models and computer algorithms to analyse the influence level of each identified error source. We developed one assymmetric robotic structure 2UPS+PRP, with the following characteristics: mobility 3 with three translations in the space, reduced number of componentes and displacement in z direction independent from the displacents in the x and y directions. We presented the computer algorithms to map the kinematic, geometric and elastic errors, throw the discretization of the available workspace, based on the Jacobian matrices and the virtual work principle. With regard to the tool position deviation mappings obtained, we reach to some conclusions. The major kinematic errors occurred when the imprecisions imposed to the two lateral actuatores had opposed signals. The geometric errors with dimensional tolerances in the IT5 work class, were the more relevant among the considered errors. The elastic errors, considering finishing manufacturing forces, were the less relevent among the considered errors, being expressive the influence of the rigidity of the universal and spherical jounts. The utilization of the virtual work principle and concentrated rigidity parameters, showed to be efficacious and efficient, compared to the SMA (astructural matrice analisis) and the FEM (finite elements methode), because of the minor work to develop its formulations end the reduced computer time to its prosecution.

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Guerrero, Henry Borrero. "Desenvolvimento de um sistema de controle em um robô móvel agrícola em escala reduzida para deslocamento entre fileiras de plantio." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-24122016-154205/.

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Abstract:

O adequado deslocamento autônomo de robôs móveis entre fileiras de cultura agrícola implica a apropriada configuração estrutural do veículo, bem como considerar a detecção das filas de plantas ou árvores, e também o desenvolvimento de um sistema de controle de locomoção. Esta tese apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle em malha fechada baseado na técnica de otimização H∞, que é aplicado no deslocamento entre fileiras de plantio de um robô móvel agrícola em escala reduzida. Mais especificamente, o foco deste trabalho é o seguimento de caminhos na cultura através da aplicação de técnicas de controle robusto. Duas questões foram fundamentais na elaboração da tese: 1) \"Quais são os métodos e procedimentos necessários para implementar a navegação autônoma de um protótipo de robô móvel entre fileiras de cultura agrícola?\" e, 2) \"É possível aplicar os conceitos relativos a sistemas de controle em malha fechada para solucionar o problema da navegação autônoma do robôs móveis entre fileiras de cultura agrícola?\". Primeiramente é apresentada uma revisão bibliográfica sobre robôs móveis agrícolas que tem locomoção baseada em rodas. Posteriormente, os conceitos relacionados com o projeto de controle baseado na técnica de otimização H∞ são fundamentados. Em seguida, são descritos os detalhes relacionados com a construção da plataforma robótica proposta, o projeto do controlador de caminho, as respectivas simulações e as especificações para a realização de testes em ambiente agrícola. Finalmente os resultados alcançados são apresentados. Conclui-se que o sistema de controle proposto se mostrou efetivo na realização da navegação autônoma do robô entre as fileiras da cultura previamente configuradas para a avaliação do seu desempenho.
Appropriate autonomous navigation of mobile robots between crop rows implies, besides appropriate structural configuration, considering detection of plants or trees in rows, as well as the development of a locomotion control system. Consequently, this thesis presents the development of a closed loop control system based on H∞ optimization technique, which is applied to control the navigation of a low scale car-like mobile robot between crop rows; more specifically, main focus of this work is tracking paths in the culture, by the application of robust control techniques. Two questions were fundamental in the development of the thesis: 1) which are the methods and procedures to implement the autonomous navigation of a mobile robot prototype between crop rows? And 2) is it possible to apply the concepts of closed-loop control systems to solve the problem of autonomous navigation of mobile robots between crop rows? Firstly, we provide a literature review on agricultural mobile robots whose mobility depends on wheels. Secondly, control systems design fundamentals based on the H∞ optimization technique are addressed. Thirdly, details related to the construction of the proposed robotic platform and also the design of the proposed path controller (including its simulation and specifications for testing within an agricultural environment) are described. Finally, results of our findings are presented. It is concluded that our control system showed to be effective in the realization of autonomous navigation between crop rows in agricultural environment, which was properly configured in order to evaluate the performance of our robot.

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Dissertations / Theses on the topic 'Robot móvil'

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