Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/261
Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
alexandremenezesteixeira.pdf8.21 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir
Tipo: Dissertação
Título: Coordenação ótima de múltiplos robôs de serviço em tarefas persistentes
Autor(es): Teixeira, Alexandre Menezes
Primeiro Orientador: Marcato, André Luís Marques
Membro da banca: Pereira, Guilherme Augusto Silva
Membro da banca: Honório, Leonardo de Mello
Membro da banca: Olivi, Leonardo Rocha
Resumo: Monitorar um ambiente através de múltiplos robôs autônomos em um espaço compartilhado sem que haja colisões é um grande desafio nos dias atuais. Várias pesquisas na área de robótica tem sido feitas para desenvolver essa tarefa. Sendo assim, este trabalho atua na coordenação de movimento de múltiplos robôs de serviço percorrendo de forma cíclica caminhos que se interceptam. É desejável que os robôs sigam pelos caminhos inicialmente planejados sem mudá-los durante a missão. Para evitar possíveis colisões, um controlador central foi desenvolvido para planejar as velocidades médias que os robôs deverão efetuar em cada trecho do circuito, maximizando o menor intervalo de tempo t que eles cruzam por um mesmo ponto de colisão. A solução centralizada utilizada neste trabalho foi modelada como um problema Mixed Interger Linear Programming (MILP) sendo usado o software Linear Interactive and General Optimizer (LINGO) para maximizar t e encontrar para cada robô os tempos de percurso para cada parte do caminho. Foi desenvolvida uma aplicação em C++ capaz de iniciar o processo de otimização e receber os tempos otimizados de percurso de cada robô, usados para determinar as suas respectivas velocidades médias. Além disso, esta rotina de programação teve como objetivo realizar o controle dos robôs, navegando-os com o auxílio do framework Robot Operating System (ROS) integrado ao LINGO. Para localizá-los no espaço utilizou-se um pacote de visão computacional do ROS denominado ARPOSE, com o intuito de descobrir suas respectivas posições e orientações em relação à um eixo de referência global. Por fim, simulações e testes reais foram realizados sobre um grupo de robôs para demonstrar a eficácia da abordagem. Os resultados obtidos foram satisfatórios, o que possibilitou atingir os objetivos propostos.
Abstract: Monitoring an environment using multi-autonomous robots operating in a shared workspace without collisions with each other is a great challenge nowadays. Many researchs have been done to develop this important task in robotics. Thus, this thesis deals with coordinating the motions of multiple working robots traversing periodic intersecting paths. It is desired that mobile robots following the initially designed paths without change them during the mission. To avoid any collision a centralized controller was developed to planner the velocity profile of the robots over the predefined paths, maximizing the smallest time margin t that the robots cross over a same collision point. The centralized solution used in this work was modeled as a Mixed Integer Linear Programming (MILP) problem using the Linear Interactive and General Optimizer (LINGO) software to maximize t and to find for each robot the sub-path traversal time. It was developed a C++ code capable to start the optimization process and receive for each robot the optimized traversal times, used to calculate their respectives average speeds. Besides, this code was used to control the robots, which was done through the Robot Operating System (ROS) framework integrated with LINGO. A computer vision ROS package named ARPOSE was used to localize the robots during the task, calculating their poses relative the global reference frame. Finally, to demonstrate the effectiveness of the approach, simulantions and real tests was performed on mobile robots group. The results obtained were satisfactory, which allowed to achieve the goals.
Palavras-chave: Coordenação
Robôs Móveis
Ausência de Colisões
ROS
Localização
Coordinating
Mobile Robots
Collision Avoidance
ROS
Localization
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/261
Data do documento: 23-Fev-2015
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



Os itens no repositório estão protegidos por licenças Creative Commons, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.