Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-08T21:06:56Z No. of bitstreams: 1 CaioJulioCesarDoValeFernandesDaSilva_DISSERT.pdf: 5841265 bytes, checksum: b45c3017ad558e351b1dbe31689d6c95 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-12T19:16:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CaioJulioCesarDoValeFernandesDaSilva_DISSERT.pdf: 5841265 bytes, checksum: b45c3017ad558e351b1dbe31689d6c95 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T19:16:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaioJulioCesarDoValeFernandesDaSilva_DISSERT.pdf: 5841265 bytes, checksum: b45c3017ad558e351b1dbe31689d6c95 (MD5) Previous issue date: 2015-12-17 / A explora??o de petr?leo em profundidades elevadas requer o uso de rob?s m?veis para realizar opera??es diversas, como manuten??o, montagem etc. Nesse contexto, o estudo do planejamento de trajet?rias e navega??o desses rob?s se faz relevante, visto o grande desafio que ? navegar em um ambiente que n?o ? totalmente conhecido. Assim, este trabalho tem o objetivo de criar um algoritmo de navega??o, que deve realizar o planejamento da trajet?ria de um rob? m?vel que se encontra em uma dada posi??o (x, y) e deve atingir a posi??o desejada (x_d, y_d), evitando, no entanto, a colis?o com qualquer obst?culo existente no caminho. Para a gera??o da rota global foi utilizado um algoritmo gen?tico (offline), que leva em considera??o apenas as coordenadas dos pontos a serem visitados. Para desviar dos poss?veis obst?culos no caminho, o rob? deve gerar rotas locais baseadas nas curvas de B?zier (online). Na implementa??o do programa n?o h? qualquer informa??o sobre a localiza??o ou o formato dos obst?culos, mesmo assim, o rob? deve evitar os obst?culos, baseadas nas informa??es dos sensores de proximidade. Esta estrat?gia ? v?lida na situa??o em que os obst?culos s?o pequenos em rela??o as dist?ncias entre os pontos de visita??o. Os resultados das simula??es e experimentos com um rob? m?vel real (Robotino) demonstraram que o rob? foi capaz de realizar o percurso definido pelo algoritmo gen?tico, desviando dos obst?culos atrav?s de curvas de B?zier e atingindo as posi??es desejadas dentro da margem de erro definida como aceit?vel. As principais contribui??es deste trabalho est?o no c?lculo online das curvas de B?zier no planejador de rotas locais, atrelado a um planejador de rotas global, com obten??o de resultados experimentais. / 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 B?zier 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.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VivianeAA_pag47_ate_pag74.pdf: 8458101 bytes, checksum: b6838ee89eafca0ef9837da1230e9148 (MD5) Previous issue date: 2004-12-22 / In this work, we propose methodologies and computer tools to insert robots in cultural environments. The basic idea is to have a robot in a real context (a cultural space) that can represent an user connected to the system through Internet (visitor avatar in the real space) and that the robot also have its representation in a Mixed Reality space (robot avatar in the virtual space). In this way, robot and avatar are not simply real and virtual objects. They play a more important role in the scenery, interfering in the process and taking decisions. In order to have this service running, we developed a module composed by a robot, communication tools and ways to provide integration of these with the virtual environment. As welI we implemented a set of behaviors with the purpose of controlling the robot in the real space. We studied available software and hardware tools for the robotics platform used in the experiments, as welI we developed test routines to determine their potentialities. Finally, we studied the behavior-based control model, we planned and implemented alI the necessary behaviors for the robot integration to the real and virtual cultural spaces. Several experiments were conducted, in order to validate the developed methodologies and tools / Neste trabalho, propomos metodologias e ferramentas computacionais visando inserir rob?s em ambientes culturais. O objetivo ? que um rob? localizado em um contexto real (espa?o cultural) possa representar tanto um usu?rio conectado ao sistema via Internet (avatar real para o visitante virtual), como tamb?m ter seu avatar em um ambiente de Realidade Mista (avatar para o rob? no ambiente virtual). Nesse sentido, o rob? e seu avatar deixam de ser meros objetos, real e virtual, e passam a ter uma fun??o mais importante no cen?rio, podendo interferir no processo e tomar decis?es. Para que esse servi?o possa ser disponibilizado, desenvolvemos um m?dulo composto por um rob?, ferramentas de comunica??o e provemos maneiras de realizar a integra??o entre este e o ambiente virtual, bem como implementamos um conjunto de comportamentos com a finalidade de controle do prot?tipo no seu ambiente real. Estudamos ferramentas de software e Hardware dispon?veis para a plataforma rob?tica usada nos experimentos, bem como desenvolvemos rotinas de testes para determinar suas potencialidades. Ainda, estudamos o modelo de controle baseado em comportamentos, planejamos e implementamos todos os comportamentos necess?rios ? integra??o do rob? aos ambientes real e virtual. V?rios experimentos foram realizados para valida??o das metodologias e ferramentas desenvolvidas, permitindo concluir que as mesmas atendem de forma satisfat?ria ao prop?sito inicial para o qual foram desenvolvidas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FredericoCV.pdf: 1331103 bytes, checksum: ada41c7da2fcc7a89d6ae45f8758a676 (MD5) Previous issue date: 2006-02-03 / This work addresses the dynamic control problem of two-wheeled differentially driven non-holonomic mobile robot. Strategies for robot positioning control and robot orientating control are presented. Such strategies just require information about the robot con?guration (x, y and teta), which can be collected by an absolute positioning system. The strategies development is related to a change on the controlled variables for such systems, from x, y and teta to s (denoting the robot linear displacement) and teta, and makes use of the polar coordinates representation for the robot kinematic model. Thus, it is possible to obtain a linear representation for the mobile robot dynamic model and to develop such strategies. It is also presented that such strategies allow the use of linear controllers to solve the control problem. It is shown that there is flexibility to choice the linear controller (P, PI, PID, Model Matching techniques, others) to be implemented. This work presents an introduction to mobile robotics and their characteristics followed by the control strategies development and controllers design. Finally, simulated and experimental results are presented and commented / Esta disserta??o trata do problema de controle din?mico de rob?s m?veis n?o-holon?micos com duas rodas e acionamento diferencial. S?o apresentadas estrat?gias para controle de posi??o e de orienta??o de rob?s com as caracter?sticas citadas, baseadas apenas em informa??es de configura??o do rob? (posi??o e orienta??o no espa?o cartesiano x, y e teta), coletadas a partir de um sistema de posicionamento absoluto. O desenvolvimento da estrat?gia est? associado a uma mudan?a nas vari?veis controladas do rob?, de x, y e teta para s (representando o deslocamento linear do rob?) e teta, e na representa??o em coordenadas polares do modelo cinem?tico do rob?. Desta forma, consegue-se uma representa??o linear para o modelo din?mico do rob?, a partir da qual s?o propostas as estrat?gias de controle. Com as estrat?gias definidas, mostra-se que ? poss?vel implementar controladores din?micos lineares para permitir a estabiliza??o do sistema rob?tico. As estrat?gias apresentadas tamb?m fornecem flexibilidade com rela??o ? escolha do tipo de controlador din?mico (P, PI, PID, t?cnica Model Matching, entre outros) a ser utilizado. Esta disserta??o apresenta uma introdu??o ? rob?tica m?vel e ?s caracter?sticas do tipo de sistema abordado, seguindo para uma revis?o bibliogr?fica, desenvolvimento das estrat?gias de controle e projeto dos controladores. Finalmente, s?o apresentados e discutidos resultados obtidos atrav?s de simula??es e resultados experimentais

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-16T20:20:26Z No. of bitstreams: 1 AtilaVarelaFerreiraMedeirosDeOliveira_DISSERT.pdf: 1603393 bytes, checksum: dca520d8a49b825f11ed063f8807d7f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-18T00:33:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AtilaVarelaFerreiraMedeirosDeOliveira_DISSERT.pdf: 1603393 bytes, checksum: dca520d8a49b825f11ed063f8807d7f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T00:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AtilaVarelaFerreiraMedeirosDeOliveira_DISSERT.pdf: 1603393 bytes, checksum: dca520d8a49b825f11ed063f8807d7f1 (MD5) Previous issue date: 2015-12-07 / Este trabalho prop?e uma nova estrat?gia de navega??o aut?noma assistida por algoritmo gen?tico com planejamento din?mico para rob?s m?veis terrestres, chamada DPNA-GA (Dynamic Planning Navigation Algorithm optimized with Genetic Algorithm). A estrat?gia foi aplicada em ambientes - tanto est?ticos, quanto din?micos - nos quais a localiza??o e o formato dos obst?culos n?o s?o previamente conhecidos. A cada evento de deslocamento, uma nova rota ? planejada atrav?s de um algoritmo que minimiza a dist?ncia entre o rob? e o objetivo e maximiza a dist?ncia em rela??o aos obst?culos. Utilizando um sensor de localiza??o espacial e um conjunto de sensores de dist?ncia, a estrat?gia de navega??o proposta foi capaz de planejar dinamicamente percursos ?timos livres de colis?o. Simula??es realizadas em diferentes ambientes demostraram que a t?cnica fornece um alto grau de flexibilidade e robustez. Para isso, foram aplicadas diversas varia??es de par?metros gen?ticos, tais como: taxa de cruzamento, tamanho da popula??o, dentre outros. Finalmente, os resultados das simula??es demonstram satisfatoriamente a efic?cia e robustez da t?cnica DPNA-GA, validando-a para aplica??es reais em rob?s m?veis terrestres. / This work proposes a new autonomous navigation strategy assisted by genetic algorithm with dynamic planning for terrestrial mobile robots, called DPNA-GA (Dynamic Planning Navigation Algorithm optimized with Genetic Algorithm). The strategy was applied in environments - both static and dynamic - in which the location and shape of the obstacles is not known in advance. In each shift event, a control algorithm minimizes the distance between the robot and the object and maximizes the distance from the obstacles, rescheduling the route. Using a spatial location sensor and a set of distance sensors, the proposed navigation strategy is able to dynamically plan optimal collision-free paths. Simulations performed in different environments demonstrated that the technique provides a high degree of flexibility and robustness. For this, there were applied several variations of genetic parameters such as: crossing rate, population size, among others. Finally, the simulation results successfully demonstrate the effectiveness and robustness of DPNA-GA technique, validating it for real applications in terrestrial mobile robots.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PatriciaNG.pdf: 767778 bytes, checksum: 287c497d20e307221386eeee17df3f9d (MD5) Previous issue date: 2005-02-03 / This work presents a modelling and identification method for a wheeled mobile robot, including the actuator dynamics. Instead of the classic modelling approach, where the robot position coordinates (x,y) are utilized as state variables (resulting in a non linear model), the proposed discrete model is based on the travelled distance increment Delta_l. Thus, the resulting model is linear and time invariant and it can be identified through classical methods such as Recursive Least Mean Squares. This approach has a problem: Delta_l can not be directly measured. In this paper, this problem is solved using an estimate of Delta_l based on a second order polynomial approximation. Experimental data were colected and the proposed method was used to identify the model of a real robot / Esta disserta??o apresenta uma metodologia de modelagem e identifica??o para um rob? m?vel dotado de rodas. O modelo din?mico discreto proposto leva em considera??o a din?mica dos atuadores. Ao contr?rio da abordagem cl?ssica, onde as coordenadas de posi??o do rob? (x, y) s?o usadas como vari?veis de estado (o que resulta em um modelo n?o linear), o modelo discreto proposto utiliza o incremento na dist?ncia percorrida pelo rob? Delta_l. Com isto, o modelo resultante ? linear e invariante no tempo, podendo ser identificado utilizando qualquer m?todo cl?ssico, como por exemplo os m?nimos quadrados recursivos. Um problema desta abordagem ? que a vari?vel Delta_l n?o ? diretamente mensur?vel. Nesta proposta, este problema ? contornado usando uma estimativa de Delta_l calculada assumindo que o caminho percorrido durante um per?odo de amostragem pode ser aproximado por uma curva de segundo grau. O m?todo proposto ? validado atrav?s de resultados de simula??o computacional e experi?ncias pr?ticas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EllonPM_DISSERT.pdf: 1231242 bytes, checksum: 49456bef5c0d0bfdc5bf49d689568b60 (MD5) Previous issue date: 2012-01-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Several mobile robots show non-linear behavior, mainly due friction phenomena between the mechanical parts of the robot or between the robot and the ground. Linear models are efficient in some cases, but it is necessary take the robot non-linearity in consideration when precise displacement and positioning are desired. In this work a parametric model identification procedure for a mobile robot with differential drive that considers the dead-zone in the robot actuators is proposed. The method consists in dividing the system into Hammerstein systems and then uses the key-term separation principle to present the input-output relations which shows the parameters from both linear and non-linear blocks. The parameters are then simultaneously estimated through a recursive least squares algorithm. The results shows that is possible to identify the dead-zone thresholds together with the linear parameters / V?rios rob?s m?veis apresentam comportamentos n?o-lineares, principalmente ocasionados por fen?menos de atrito entre as partes mec?nicas do rob? ou entre o rob? e o solo. Modelagens puramente lineares apresentam-se eficientes em alguns casos, mas ? preciso levar em considera??o as n?o-linearidades do rob? quando se deseja movimentos ou posicionamentos precisos. Este trabalho prop?e um procedimento de identifica??o param?trica do modelo de um rob? m?vel com acionamento diferencial, no qual s?o consideradas as n?o-linearidades do tipo zona-morta presentes nos atuadores do rob?. A proposta baseia-se no modelo de Hammerstein para dividir o sistema em blocos lineares e n?o-lineares. O princ?pio da separa??o do termo chave ? utilizado para demonstrar a rela??o entre as entradas e sa?das do sistema com os par?metros tanto da parcela linear quanto da n?o-linear. Os par?metros de ambas as parcelas s?o identificados simultaneamente, atrav?s de um algoritmo de m?nimos quadrados recursivo. Os resultados mostram que ? poss?vel identificar o valor os limites da zona-morta assim como os par?metros da parcela linear do modelo do sistema