Planejamento de trajetórias e navegação de robôs móveis
| Ano de defesa: | 2015 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20929 |
Resumo: | Oil exploration at great depths requires the use of mobile robots to perform various operations such as maintenance, assembly etc. In this context, the trajectory planning and navigation study of these robots is relevant, as the great challenge is to navigate in an environment that is not fully known. The main objective is to develop a navigation algorithm to plan the path of a mobile robot that is in a given position (, ) and should reach the desired position (, ) avoiding colision with any obstacle standing in the way. The global route was generated using a genetic algorithm, which takes into account only the coordinates of the checkpoints. The mobile robot path generation based on Bézier curves was able to dodge the possible obstacles in the way. There was no information about the obstacles’s shape or location during the implementation of the program yet the robot must generate local path based on information from proximity sensors located around the robot to be able to avoid collisions. This strategy is valid in the situation where the obstacles are small relative distances between the visited sites. The results of simulations and experiments with a real mobile robot shown that the robot was able to perform the route defined by the genetic algorithm, dodging obstacles by Bezier curves and reaching the desired positions within the margin of error defined as acceptable. The main contributions of this work are the equations used to define the control points in the online calculation of Bezier curves in the planner of local routes, linked to a global route planner with obtaining experimental results. |
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Planejamento de trajetórias e navegação de robôs móveisAlgoritmos genéticosRobôs móveisCurvas de BézierCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAOil exploration at great depths requires the use of mobile robots to perform various operations such as maintenance, assembly etc. In this context, the trajectory planning and navigation study of these robots is relevant, as the great challenge is to navigate in an environment that is not fully known. The main objective is to develop a navigation algorithm to plan the path of a mobile robot that is in a given position (, ) and should reach the desired position (, ) avoiding colision with any obstacle standing in the way. The global route was generated using a genetic algorithm, which takes into account only the coordinates of the checkpoints. The mobile robot path generation based on Bézier curves was able to dodge the possible obstacles in the way. There was no information about the obstacles’s shape or location during the implementation of the program yet the robot must generate local path based on information from proximity sensors located around the robot to be able to avoid collisions. This strategy is valid in the situation where the obstacles are small relative distances between the visited sites. The results of simulations and experiments with a real mobile robot shown that the robot was able to perform the route defined by the genetic algorithm, dodging obstacles by Bezier curves and reaching the desired positions within the margin of error defined as acceptable. The main contributions of this work are the equations used to define the control points in the online calculation of Bezier curves in the planner of local routes, linked to a global route planner with obtaining experimental results.A exploração de petróleo em profundidades elevadas requer o uso de robôs móveis para realizar operações diversas, como manutenção, montagem etc. Nesse contexto, o estudo do planejamento de trajetórias e navegação desses robôs se faz relevante, visto o grande desafio que é navegar em um ambiente que não é totalmente conhecido. Assim, este trabalho tem o objetivo de criar um algoritmo de navegação, que deve realizar o planejamento da trajetória de um robô móvel que se encontra em uma dada posição (x, y) e deve atingir a posição desejada (x_d, y_d), evitando, no entanto, a colisão com qualquer obstáculo existente no caminho. Para a geração da rota global foi utilizado um algoritmo genético (offline), que leva em consideração apenas as coordenadas dos pontos a serem visitados. Para desviar dos possíveis obstáculos no caminho, o robô deve gerar rotas locais baseadas nas curvas de Bézier (online). Na implementação do programa não há qualquer informação sobre a localização ou o formato dos obstáculos, mesmo assim, o robô deve evitar os obstáculos, baseadas nas informações dos sensores de proximidade. Esta estratégia é válida na situação em que os obstáculos são pequenos em relação as distâncias entre os pontos de visitação. Os resultados das simulações e experimentos com um robô móvel real (Robotino) demonstraram que o robô foi capaz de realizar o percurso definido pelo algoritmo genético, desviando dos obstáculos através de curvas de Bézier e atingindo as posições desejadas dentro da margem de erro definida como aceitável. As principais contribuições deste trabalho estão no cálculo online das curvas de Bézier no planejador de rotas locais, atrelado a um planejador de rotas global, com obtenção de resultados experimentais.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICABessa, Wallace Moreirahttp://lattes.cnpq.br/9501079990120736http://lattes.cnpq.br/3256782908311485Dias, Anfranserai Moraishttp://lattes.cnpq.br/2522861105234810Costa Júnior, João Carlos Aranteshttp://lattes.cnpq.br/5028446242533356Silva, Caio Júlio César do Vale Fernandes da2016-07-12T19:16:48Z2016-07-12T19:16:48Z2015-12-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Caio Júlio César do Vale Fernandes da. Planejamento de trajetórias e navegação de robôs móveis. 2015. 94f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20929porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2017-11-03T07:41:04Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/20929Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2017-11-03T07:41:04Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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