Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-16Bitstream added on 2014-06-13T20:37:37Z : No. of bitstreams: 1 silvaneto_am_me_guara.pdf: 692597 bytes, checksum: 5f3caf79f195676ad932f7c214821ffc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo de um modelo matemático completo, incluindo os servos atuadores, a dinâmica do corpo rígido e o planejamento e geração de trajetórias do manipulador robótico cilíndrico, é um indispensável ponto de partida para aplicações de simulação das juntas e controle de movimentos. As equações cinemáticas obtidas pelas técnicas da Matriz de Transformação Homogênea e Matriz de Transformação Inversa são a solução para a geração de trajetórias, as quais podem ser feitas no espaço cartesiano ou no espaço das juntas e também possibilitam gerar o volume de trabalho do manipulador, que é de grande interesse para a especificação de determinada configuração em aplicações ou tarefas específicas. As equações de movimento foram derivadas usando a formulação Lagrangiana para predizer o comportamento do manipulador quanto à influência da geometria e os parâmetros de massa do manipulador. / The study of a complete mathematical model including the servos actuators, the dynamics of the body rigid and the planning and generation of the manipulator's cylindrical robotic trajectories is an indispensable starting point for applications of simulation of the joints and control of movements. The Kinematic equations obtained by the techniques Homogeneous Transformation Matrix and Inverse Transformation Matrix make is the solution for generation of trajectories that can be done in the cartesian space or in the space of the joints and they also make possible to generate the volume of the manipulator's work that is of great interest for specification certain configuration in applications or specific tasks. The movement equations were derived using the formulation Lagrangiana to predict the manipulator's behavior as for the influence of the geometry and the parameters of the manipulator's mass.

Orientador: Norian Marranghello / Banca: Aledir Silveira Pereira / Banca: Henrique Dezani / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de controle híbrido bioinspirado para o planejamento de rota com vistas para a robótica móvel autônoma, baseado em redes neurais artificiais e algoritmos genéticos. O controlador tem como principal objetivo auxiliar o robô móvel em sua navegação quando aplicado em ambientes dinâmicos. Para este trabalho, o ambiente dinâmico utilizado é um "chão de fábrica" industrial, em que alguns obstáculos não são fixos e permanecem em movimentação constante. O controlador desenvolvido neste trabalho pode ser adaptado facilmente para operar em outros ambientes dinâmicos. Independentemente do ambiente utilizado, o controlador deve ser capaz de traçar uma rota possível entre o ponto inicial e o ponto de objetivo, tendo o potencial de evitar todo tipo de obstáculo que surgir nessa rota, seja um obstáculo estático ou dinâmico. O algoritmo foi implementado na linguagem C e simulado no software de modelagem e simulação de robôs V-REP (Virtual Robot Experimentation Platform). O controlador neurogenético mostrou ser eficiente para auxiliar o robô em sua navegação quando aplicado em ambientes dinâmicos / Abstract: In this work, a bioinspired hybrid control system was developed for route planning, aiming autonomous mobile robots based on artificial neural networks and genetic algorithms. The main objective of the controller is to assist the mobile robot in its navigation when applied in dynamic environments. For this work, the dynamic environment chosen was a " factory floor", in which some industrial obstacles are not fixed and remain in constant movements. The controller developed in this work can easily be adapted to operate in other dynamic environments. Regardless the environment chosen in this work, the controller must be able to map out a possible route between the starting point and the goal point with the potential to avoid all types of obstacles that appear along the routes, either a static or a dynamic one. The algorithm was implemented in C language and simulated on a robots modeling and simulation software called V-REP (Virtual Robot Experimentation Platform). The neurogenetic controller was efficient to assist the mobile robot in its navigation when applied in dynamic environments / Mestre

Orientador: Mário Luiz Tronco / Banca: João Eduardo Machado Perea Martins / Banca: Edilson Reis Rodrigues Kato / Resumo: Sistemas de Visão são amplamente empregados em aplicações relacionadas à Agricultura de Precisão. A capacidade de extrair grandes conjuntos de dados do ambiente e seus baixos custos de aquisição torna-os populares entre os diversos tipos de sensores existentes. Em algumas atividades, torna-se necessário aumentar o campo de visão da aplicação para aumentar o conhecimento sobre o ambiente. Sistemas Omnidirecionais Catadióptricos fornecem técnicas capazes de capturar imagens completas do ambiente utilizando a combinação de lentes e espelhos. Nesse trabalho, foi proposta a aplicação de um sistema catadióptrico, utilizando espelho hiperbólico, para realização do levantamento de informações de cenários naturais agrícolas. A imagem omnidirecional é tratada com técnicas de processamento de imagens e retificada, gerando uma nova imagem panorâmica. Então, seus quadrantes são extraídos, originando quatro novas imagens que representam lados de visão do veículo. Uma etapa de segmentação por cor foi proposta utilizando como base o algoritmo Otsu Threshold. Filtros foram aplicados para otimização dos resultados obtidos. No final do processo, foi possível visualizar as regiões de interesse de cada quadrante / Abstract: Vision System is widely used in applications related to Precision Agriculture. The ability to extract large sets of data from the environment and its low acquisition costs makes them popular among different types of existing sensors. In some activities, becomes necessary to increase the field of view of the application to increase the knowledge about the environment. Omnidirectional Catadioptric System provide techniques to capture complete images of the environment using a combination of lenses and mirrors. This work aimed the application of a catadioptric system using hyperbolic mirror, to perform the survey information of agricultural natural scenery. The omnidirectional image is treated with techniques of image processing and rectified, creating a new panoramic image. Then, its quadrants are extracted, yielding four new images that represent the side view of the vehicle. A Step by color segmentation was proposed using as a basis the Otsu Threshold algorithm. Filters are applied to optimize the results. At the end of the process, it was possible to view the regions of interest in each quadrant / Mestre

Orientadores: Helder Anibal Hermini, Jose Manoel Balthazar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T08:25:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paracencio_LuisGustavodeMello_M.pdf: 4796765 bytes, checksum: 995f6c689cb11d91ba0a846b33152415 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A partir de considerações de dinâmica não-linear aplicada à robótica, foi desenvolvida a montagem experimental de um manipulador de dois graus de liberdade em que à primeira junta é atuada e a segunda é sub-atuada. Para tal, foram estabelecidos os objetivos para a concepção do protótipo gerado. A montagem experimental foi realizada a partir do desenvolvimento de manipuladores de dois graus de liberdade, considerados rígidos, podendo ser futuramente estendidos a outros graus de liberdade com alguma flexibilidade. A partir dos resultados apresentados, puderam ser verificadas as vantagens e desvantagens da utilização das arquiteturas de controladores aplicadas ao comando de mecanismos robóticos / Abstract: From reasons of applied nonlinear dynamics to robotics, it was developed an experimental setting of manipulator of two degrees of freedom where to the first joint is acted and second is sub-acted. The objectives had been established for the conception of the generated archetype. The experiment was carried through the development of manipulators of two degrees of freedom considered rigid. It can be extended to other degrees of freedom with some flexibility in future. The advantages and disadvantages of the use of architectures of controllers could be identified for applied to the command of mechanisms robotics / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Marconi Kolm Madrid, Alvaro Geraldo Badan Palhares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T21:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_ValmirTadeu_M.pdf: 7359737 bytes, checksum: 5503e3d9b57c995e524e10263ca5e2d9 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho objetiva a analise das principais características de um robô industrial, viabilidade da implantação na industria, principais características dadas pelos fabricantes, e a definição de alguns componentes básicos dos robôs. Diferenças básicas entre as diversas categorias de projeto de robôs. Além das categorias analisadas fizemos um estudo detalhado do mecanismo do paralelogramo, elaboramos um projeto de uma estrutura que esta sendo proposta neste trabalho. Através do modelo matemático (dinâmico), implementado no computador utilizando o software Matlab (Simulink), analisamos algumas características importantes desta estrutura. O estudo de componentes de tecnologia, transmissões e acionamentos utilizados em robôs industriais foram estudados par que possa ser implementados na construção de uma estrutura com estas características. No estudo realizado sobre controladores verificamos que existem muitas formas de se controlar um sistema dinâmico robótico, basta empregarmos as leis da engenharia de controle, que são muito amplas do que as especificamente utilizadas neste trabalho, com maior aprofundamento o sistema proposto irá ser construído e poderá gerar novas linhas de pesquisa / Abstract: This work has the analysis of the main characteristics of na industrial robot as objective. Initially we make some general consideration on the applications of industrial robots, viability for implanting these machines in the industry, main characteristics offered by the makers , definition of some basic robot components, and the basic differences between some robot project categories. Besides the analyzed categories we studied the mechanism of the parallelogram and elaborated a project of structure with this configuration. Through the mathematical dynamic model, programmed and simulated in the digital computer using the Matlab (Simulink) software, we analyze some of its important characteristics. Components employing advanced technology, transmission and driver, used in the industrial robots, are studied so that they could be implemented in the construction of a structure like this, offering good technical characteristics. We in the study of controllers verify that there is many form to control a robotic dynamic system, coarse that we use of the control engineering the rules, that are much more wide that the specifically used in this work, being that are much more depth in the studies, proposed structure will be constructed and certainly will generate new lines of research / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: João Mauricio Rosario, Alvaro Geraldo Badan Palhares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T15:19:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_NiltonCardosoda_D.pdf: 22567290 bytes, checksum: 98ea3275306d769d2bd139bc16d65d41 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Esta tese apresenta um estudo do processo de seleção de atuadores para juntas de manipuladores rígidos com n graus de liberdade, integrado à automatização da modelagem dinâmica utilizando as equações de Euler Lagrange. Os programas computacionais desenvolvidos foram implementados no ambiente do MATHEMATICA TM, que contém bibliotecas de funções básicas que agilizaram o desenvolvimento da programação. O enfoque principal deste trabalho concentra-se na seleção de atuadores considerando critérios dinâmicos, térmicos e cinemáticos. Este processo culmina com a especificação analítica ideal do motor e redutor para cada junta, conforme o tipo de acionamento (Direto, indireto reduzido e indireto não reduzido) e a carga atuaante sobre a junta durante a realização de uma tarefa previamente especificada para o manipulador desejado. A proposta do tema desta tese destaca-se porque modifica os parâmetros fisicos e geométricos da equação dinâmica utilizando dois procedimentos internos: a fusão dos parâmetros dos atuadores e dos elos, considerando-os como um objeto único, e a compatibilização do formato dos parâmetros fisicos com o formato exigido pelo ambiente de programação. Estes parâmetros dependem das operações típicas da seleção e redistribuição dos atuadores e das modificações dos tipos de acionamento das juntas que são aspectos inerentes das fases de projeto e redimensionamento de manipuladores. Finalmente, são apresentados os principais resultados das simulações mostrando o comportamento dinâmico a partir de perfis cinemáticos previamente estabelecidos para um manipulador planar cuja garra se desloca através de um segmento de reta, revelando as alterações da intensidade dos esforços para os diferentes posicionamentos dos atuadores, conforme os tipos de acionamento específicos / Abstract: This thesis is a study of the actuators selection process for joints of rigid manipulators with generic degrees of fTeedom, integrated into the automation of dynamic modeling using Euler-Lagrange equations. The program that executes these processes is based on the MATHEMATICA TM, which contains libraries that provide the development of the programation. The main focus of this work is on actuators selection, while considering the dynamics, thermics and kinematics criterion. This process culminates with the ideal analytic specification of the motor and reducer for each joint, according to the drive type: (direct, indirect reduced and indirect unreduced), and the load that acts on the joint during the execution of a task previously specified for desired manipulator. The proposal of this work theme destach because it modifies the physical and geometric parameters of the dynamic equation, using two intemal processes: the fusion of the actuators and links parameters considering them as a single object, and the compatibilization of physical parameters format with the one demanded by the programming environrnent. These parameters depend on typical operations such as selection and redistribution of the actuators and also on the modifications of joint drives, that are inherent aspects of the project phases and of the manipulators redimensioning. Finally, the main results of the simulations are presented showing the dynamic behavior to the cinematic profiles previously established for a planne manipulator, whose end-effector moves through a straight line segment, showing the alterations of the effort intensity for different actuators positioning, according to specific drives / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Paulo Roberto Gardel Kurka, Helder Anibal Hermini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diogenes_LucianaClaudiaMartinsFerreira_D.pdf: 1973089 bytes, checksum: f2ce9df7707c0da30e35bae49d195299 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O presente trabalho tem como finalidade estabelecer um conjunto de procedimentos básicos de navegação e controle de robôs autônomos, baseado em imagens. Mapas de intensidade provenientes das imagens de duas câmeras são convertidos em mapas de profundidade, que fornecem ao robô informações sobre o seu posicionamento em um ambiente composto de objetos distintos. O modelo de robô de duas rodas com acionamento diferencial é usado, permitindo que o processo de navegação se dê através da fusão sensorial das informações obtidas pelas câmeras e dos dados de odometria do seu movimento. O filtro linear de Kalman é usado nesse processo de fusão, para obter estimativas ótimas de posição do robô, baseados nas imagens observadas pelas câmeras e pela informação de odometria medida pelos encoders de rotação das rodas. Realizamse simulações computacionais da tarefa de obtenção e processamento da imagem de um ambiente bidimensional simplificado, bem como do procedimento de navegação com fusão sensorial. As simulações têm por finalidade testar a viabilidade e robustez do procedimento de navegação, na presença de incertezas nas medidas de posição através de câmeras bem como nas medidas de odometria / Abstract: The work establishes a collection of procedures for image based navigation control of an autonomous robot. Intensity maps obtained from cameras are transformed in depth maps, which provide information about the robot's localization in an environment, comprised of distinct objects. A two wheeled, differential powered robot model is used, allowing the navigation process to combine double source information from the camera and odometry sensors. The Kalman filter technique is used in this information combination in order to yield optimal estimates of position of the robot, based on the camera and odometry information. Computational simulations are used to validate the image capture and processing, as well as the sensorial fusion technique, in a simplified bi-dimensional environment. The simulations are also useful in accessing the viability and robustness of the navigation process, in the presence of measurement uncertainties associated to the camera and odometry measurements / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores : Marconi K. Madrid, J. Reginaldo H. Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T00:47:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilveiraFilho_GeraldoFigueiredoda_M.pdf: 8023500 bytes, checksum: 11850839474e305545cbb0b28afbce55 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador: Jose Reginaldo Hughes Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:02:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shiroma_PedroMitsuo_M.pdf: 3286889 bytes, checksum: 0b97977973f088e15fd80ae380f6881f (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta dissertação responde as questoes relativas ao controle servo visual baseado na imagem, aplicado a um robo movel Nomad 200, na realizacao de duas tarefas roboticas: Seguimento de trajetoria e posicionamento em relacao a um alvo, e da transicao entre ambas.Uma missao robotica e tipicamente composta por um conjunto de objetivos e restricoes a serem cumpridos. Um planejador determina, a partir dos objetivos, as trajetorias necessarias para atingir os alvos. O robo deve, entao, navegar pelo ambiente e posicionar-se frente aos alvos. Porem, alguma forma de manipulacao ou medida e realizado, conforme o objetivo a ser alcancado, passando-se para o proximo objetivo. Existe claramente,neste modelo, uma hierarquia entre as tarefas, partindo de um nvel de especicacao mais elevado, ate os detalhes basicos, como controle da trajetoria, deteccao de obstaculos, replanejamento, dentre outros. O controle relaciona em tempo real os dados capturados pelos sensores, com os sinais a serem transmitidos aos atuadores, respondendo pelas acoes do robo. Devido principalmente aos avan»cos tecnologicos, somente recentemente o sensor visual pode ser incluido nos algoritmos de controle, permitindo o desenvolvimento de uma nova area de pesquisa. Dentre as diversas abordagens que surgiram utilizando a visao, destaca-se o controle servo visual baseado na imagem (IBVS). Duas tarefas encontradas frequentemente em aplicacoes roboticas sao o seguimento de uma trajetoria e o posicionamento em relacao a um alvo conhecido. Este trabalho propoe uma solucao, baseada em IBVS, para ambas as tarefas e a realizacao da transicao da primeira para a segunda. Diversos aspectos estao envolvidos no desenvolvimento de solucoes para os problemas propostos e, deste conjunto, estuda-se neste trabalho, os criterios para a escolha das caractersticas visuais ecessarias para a realizacao da tarefa, os algoritmos de processamento de imagens e visao computacional utilizados para a extracao das caractersticas visuais, as tecnicas de rastreamento de caractersticas visuais, os aspectos de controle, o desenvolvimento da assim chamada Matriz de Interacao, do controle hbrido e funcao tarefa, das matrizes de transformacao de velocidades e dos aspectos de implementacao numa plataforma real, tais como a arquitetura de software, etapas do desenvolvimento e testes realizados e os modulos acrescentados para simular a plataforma experimental. A metodologia e validada experimentalmente atraves do robo movel Nomad 200, pre-sente na Divisao de Robotica e Visao Computacional do Centro de Pesquisas Renato Ar-cher (DRVC/CenPRA). Este trabalho encontra-se inserido no escopo do projeto AURORA, cujo objetivo e o desenvolvimento de uma plataforma robotica aerea semi-autonoma baseado em um dirigvel aero-estatico, e os resultados obtidos abrem caminho para a implementacao do controle visual, antevendo algumas das diculdades a serem vencidas / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Douglas Eduardo Zampieri / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:12:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_JoaoBosco_D.pdf: 9689870 bytes, checksum: db2fb279a1080765ab5bddf9068a356d (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho concebeu um robô bípede composto por uma sucessão de elos rígidos interconectados por 12 articulações rotativas, permitindo movimentos tridimensionais. O robô bípede é constituído por dois subsistemas: tronco e membros inferiores. A modelagem matemática foi realizada em separado para cada um dos subsistemas, que são integrados pelas forças reativas de vínculo. Nossa proposta permite ao robô bípede executar a andadura dinâmica utilizando o tronco para fornecer o balanço dinâmico (estabilidade postural). De forma inédita, foi desenvolvido um gerador automático de trajetória para o tronco que processa as informações de posições e acelerações impostas aos membros inferiores, dotando o robô bípede de reflexos. Foi desenvolvido um gerador de marcha que utiliza a capacidade do robô bípede de executar movimentos tridimensionais, implicando andadura dinamicamente estável sem a efetiva utilização do tronco. O gerador automático de trajetória para o tronco entra em ação se a marcha gerada não mantiver o balanço dinâmico, restabelecendo uma marcha estável. Foi projetado um sistema de controle adaptativo por modelo de referência que utiliza redes neurais artificiais. A avaliação de estabilidade é feita segundo o critério de Lyapunov. O sistema de controle e o gerador automático de trajetórias para o tronco são integrados, compondo os mecanismos adaptativos desenvolvidos para solucionar o modo de andar dinâmico / Abstract: The main objective of this work is to project a biped robot machine with a trunk. The mathematical model was realized by considering two sub-systems: the legs and the trunk. The trajectories of the trunk are planned to compensate torques inherent to the dynamic gait, permitting to preserve the dynamic balance of the biped robot. An automatic generator of trajectory for the trunk was developed that processes the infonnation of positions and accelerations imposed to the legs. A gait generator was developed that uses the capacity of the biped robot to execute three-dimensional movements, causing a steady dynamic gait without the effective use of the trunk. The automatic generator of trajectory for the trunk actuates, if the generated do not keep the dynamic balance, reestablishing he steady dynamic gait. A neural network reference model for the adaptive control was projected, which utilizes an RBF neural network and a stability evaluation is based on the criterion of Lyapunov. The system of control and the automatic generator of trajectories for the trunk are integrated, composing the adaptive mechanisms developed to solve the way of dynamic walking / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica