Método de pesquisa heurística aplicada à cinemática inversa e implementação em manipulador robótico com controle servo visual

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Nucci, Breno Souza, 2002-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Robótica
Cinemática
Heurística
Robos - Sistemas de controle
Processamento de imagens
Robotics
Kinematics
Heuristics
Robots - Control systems
Image processing
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/33928
Resumo: Orientador: Marconi Kolm Madrid
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O foco principal é o desenvolvimento, análise e otimização de um algoritmo heurístico que oferece uma solução eficiente para determinar as configurações articulares necessárias para posicionar e movimentar um manipulador robótico com 5 graus de liberdade (GDL). Dessa forma, o estudo destaca a relevância da cinemática inversa na operação precisa de manipuladores robóticos em ambientes variados. O método proposto visa superar desafios computacionais e complexidades matemáticas associadas à cinemática inversa, proporcionando soluções rápidas e eficazes. Além disso, o método foi expandido para incorporar informações de sensores externos visando fazer com que o processo seja mais robusto às incertezas nas modelagens envolvidas. Deste modo, detalhes sobre o desenvolvimento do sistema e a integração do controle servo visual são discutidos, demonstrando a aplicabilidade da abordagem proposta em situações do mundo real. O trabalho também englobou o projeto e a construção de um ambiente experimental e a implementação do método proposto. Desenvolveu-se um sistema com um manipulador de 5 GDL, assim como seus sistemas de controle, acionamento e interfaceamento usando técnicas de sistemas hardware-in-the-loop e lógica programável. As técnicas desenvolvidas foram aplicadas no ambiente experimental demonstrando características como: facilidade de lidar com redundâncias, capacidade de resolução em tempo real, robustez às incertezas de parâmetros, proporcionando insights práticos e teóricos para aprimorar a operação de manipuladores robóticos em diferentes contextos de aplicaçãoAbstract: This dissertation presents an in-depth investigation into a heuristic research method applied to solving inverse kinematics and inverse Jacobian problems in robotic manipulators. The main focus is on the development, analysis, and optimization of a heuristic algorithm that offers an efficient solution for determining the joint configurations necessary to position a 5 degree of freedom robotic manipulator. Thus, the study highlights the relevance of inverse kinematics in the precise operation of robotic manipulators in various environments. The proposed method aims to overcome computational challenges and mathematical complexities associated with inverse kinematics, providing fast and effective solutions. Furthermore, the method has been expanded to incorporate information from external sensors to make the process more robust to uncertainties in the involved models. Details regarding the system development and the integration of visual servo control are discussed, demonstrating the applicability of the proposed approach in real-world situations. The work also encompassed the design and construction of an experimental environment and the implementation of the developed techniques in the theoretical part. A system with a 5 DOF manipulator, as well as its control, actuation, and interfacing systems, was developed using hardware-in-the-loop and programmable logic techniques. The developed techniques were applied in the experimental environment, demonstrating characteristics such as: ease of handling redundancies, real-time resolution capability, robustness to parameter uncertainties, providing practical and theoretical insights to enhance the operation of robotic manipulators in different application contextsAbertoMestradoAutomaçãoMestre em Engenharia ElétricaCAPES001[s.n.]Madrid, Marconi Kolm, 1962-Miguel, Paulo Victor de OliveiraKuteken, Renato SuekichiUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASNucci, Breno Souza, 2002-20252025-06-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (147 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/33928NUCCI, Breno Souza. Método de pesquisa heurística aplicada à cinemática inversa e implementação em manipulador robótico com controle servo visual. 2025. 1 recurso online (147 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/33928. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1508019Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1508019Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-08-13T10:57:52Zoai::1508019Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-08-13T10:57:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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