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Blind robot navigation using guide cane

Shahri, Atena Amanati January 2017 (has links)
Orientador: Prof. Dr. Luiz de Siqueira Martins-Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2017. / Esta dissertação trata do problema de navegação e orientação do robô móvel, que são considerados como as principais tarefas dele. Diferentes sistemas sensoriais, como o visual, ultra-som e infravermelho, executam com êxito a tarefa de navegação. No entanto, o desempenho desses sensores depende estritamente da neblina ambiente, neblina densa, condições subaquáticas. Um robô extremamente simples será apresentado com a qual a navegação ainda é possível. Para conseguir isso, replicar exatamente o que a natureza está fazendo não é obrigatório. É necessário apenas obter princípios envolvidos, por exemplo, em como um homem cego encontra o caminho ou mesmo como as baratas, ratos ou selos navegam. Toda a idéia é utilizar o robô móvel para que ele possa explorar um ambiente interno e encontrar a porta de saída por requisitos mínimos de detecção com a tentativa de fazer o robô mais simples com apenas informações de contato navegar. Portanto, uma antena é anexada a um robô de rodas comercialmente disponível. A antena faz o robô detectar o seu ambiente e não permite que o robô se guie muito perto da parede. Uma estratégia de navegação para um robô móvel é introduzida com base no mecanismo do homem cego encontrando sua maneira de usar a informação interativa obtida através de contatos e informações do próprio braço para entender a posição relativa dos objetos contatados ou sua própria posição e explorar em uma sala sem o mapa. O método apresentado para um robô equipado com uma antena de 1 DOF como um efetor final onde a variação de ângulo entre o braço do robô móvel DaNI e a parede vem de um codificador. Este robô simples escolhe uma direção de movimento e se move naquela direção na medida do possível. Finalmente, a viabilidade e a confiabilidade deste estudo são verificadas pelos resultados da simulação no LabVIEW. / This dissertation deals with the Navigation and orientation problem of mobile robot, which are considered as the main tasks of it. Different sensory systems such as visual, ultrasonic and infrared successfully perform navigation task. However, the performance of these sensors strictly depends on the ambient dark, dense fog, underwater conditions. An extremely simple robot will be presented with which navigation is still possible. To achieve this replicating exactly what nature is doing is not obligatory. It is necessary to just get principles involved in for instance how a blind man find its way or even how cockroaches, rats or seals navigate. The whole idea is to utilize the mobile robot so that it could explore an indoor environment and find the exit door by minimum sensing requirements with the attempt to make simplest robot with only contact information navigate. Therefore an antenna is attached to a commercially available wheeled robot. The antenna makes the robot sense its environment and does not allow the robot to steer too close to the wall. A navigation strategy for a mobile robot is introduced based on the mechanism of blind man finding their way using the interactive information obtained through contacts and own arm information to understand the relative position of the objects contacted or its own position and to explore in a room without the map. The method presented for a robot equipped with a 1-DOF antenna as an end effector where the angle variation between DaNI mobile robot arm and wall comes from an encoder. This simple robot chooses a motion direction and moves in that direction as far as possible. Finally, the feasibility and reliability of this study are verified by the simulation results in LabVIEW.

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