Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2260_Tese de Doutorado Eliete Maria de Oliveira Caldeira.pdf: 4117799 bytes, checksum: 26aca75f78d133d9c2bebbc9845349de (MD5) Previous issue date: 2002-12-11 / Esta Tese de Doutorado propõe um sistema de sensoriamento baseado em um modelo de percepção onde as mudanças em imagens obtidas consecutivamente (por uma câmara de vídeo fixa sobre um robô móvel) permitem obter informação sobre o ambiente. Também é discutida a utilização deste sistema de sensoriamento para controlar a navegação de um robô móvel, sendo que para isto foi implementado um sistema de controle que usa exclusivamente a informação sensorial obtida a partir das imagens adquiridas. Tal sistema de controle caracteriza um comportamento reativo do robô, ou seja, assegura que ele possa vagar pelo ambiente sem colidir com nenhum objeto. Uma das características do sistema de sensoriamento proposto é que não há necessidade de modificação do ambiente, quer pela adição de texturas quer por controle de iluminação. A informação sobre o ambiente é obtida, a partir das imagens, pela técnica do fluxo óptico, o qual é sempre calculado para imagens adquiridas com o robô em movimento de translação. Então, um algoritmo de segmentação de movimento com base no fluxo óptico é proposto e implementado, de forma a detectar os objetos presentes na cena. Uma estimativa da distância a cada objeto é então obtida, calculando-se o tempo para contato a partir do fluxo óptico. O sistema de controle implementado utiliza a informação de tempo para contato a cada objeto para determinar uma nova direção segura para o robô, e envia a ele os comandos necessários para mudar sua direção atual. Os sistemas de sensoriamento e de controle aqui tratados foram implementados a bordo do robô Pioneer 2DX e utilizados em diversos experimentos, cujo resultado mostra que o sistema apresenta bom desempenho.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337443.pdf: 8928663 bytes, checksum: a2f8d703433ef22eb9652e65aba7d27a (MD5) Previous issue date: 2015 / A locomoção de robôs móveis apresenta desafios no controle da execução de trajetórias, principalmente quando o tipo de robô exibe não-holonomia, pois as restrições de movimento e atuação imprimem, entre outras, redução no conjunto factível de trajetórias. As principais soluções da literatura, aplicáveis e de desempenho comprovado, não apresentam uma forma automática para cálculo de parâmetros de controle que garantam requisitos de desempenho. Este trabalho desenvolve estruturas de locomoção compostas por controladores fuzzy baseados em modelos Takagi-Sugeno (TS-Fuzzy) que são capazes de representar o problema de rastreamento de trajetórias e solucioná-lo com qualidade equivalente às principais técnicas existentes e fornecem, ainda, capacidade de cálculo automático de ganhos que garantem requisitos de desempenho do sistema de controle, ou em caso de não haver solução, acusar inexistência de tais ganhos. Descreve-se uma solução completa de locomoção, composta pelos compensadores propostos e uma técnica de planejamento de locomoção capaz de gerar referências factíveis às limitações de Robôs Móveis Diferenciais (RMDs). Com esta solução foi possível a aplicação prática e a análise de desempenho das estruturas de controle descritas. Os desenvolvimentos teóricos são ilustrados através de aplicações experimentais e simuladas, baseadas na plataforma robótica Powerbot que representa um RMD de médio porte.<br> / Abstract : The challenges in locomotion control of non-holonomic mobile robots come from constraints related to sub actuation and trajectory feasibility. The main solutions found in the literature, with proved performance and applicability does not show an automatic method to compute control gains that guarantee global performance requirements. This work develops locomotion structures composed by Takagy-Sugeno fuzzy model based controllers. These structures are capable to represent and solve the trajectory-tracking problem with quality equivalent to the main existent techniques with the capability to compute the controller gains automatically, ensuring performance requirements to the compensator or even evince their absence in case of no solution. The document describes a full locomotion solution, composed by the developed controllers and a methodology of locomotion planning. The planning method is capable of generating feasible references over the locomotion and actuation constraints of the differential mobile robots (DMRs). This solution provides the practical application and performance analysis of the proposed control architectures. The theoretical achievements of this work are illustrated by experimental and simulated scenarios based on the Powerbot robotic platform, witch one represents a DMR of medium size.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-02-23T04:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336487.pdf: 4313794 bytes, checksum: 51817d3357ac3db9f005cb0c040c4678 (MD5) Previous issue date: 2015 / O presente trabalho aborda a integração de um sensor óptico a laser a um robô para automação da soldagem. O sensor é fabricado por uma empresa estrangeira, a Meta Vision Systems. O manipulador robótico faz parte da família TARTILOPES, desenvolvido pelo Laboratório de Soldagem da UFSC, LABSOLDA. Esse sensor é capaz de reconhecer e medir o perfil da junta de soldagem durante a execução da união, disponibilizando informações em tempo real sobre o posicionamento da tocha de soldagem ao longo da junta soldada. A utilização destes dados torna possível a realização do seguimento de junta, situação em que o manipulador é comandado para manter sempre o mesmo posicionamento em relação ao centro da junta. O sistema desenvolvido neste trabalho demandou a aplicação de um protocolo de comunicação entre o software para seguimento de junta e o controlador do robô. Os algoritmos de correção de trajetória foram criados contemplando duas situações distintas, de movimentação com e sem oscilação da tocha de soldagem. Os dois algoritmos foram testados em quatro ensaios diferentes. Nos ensaios foram abordados desde a calibração destes até a comparação do sistema desenvolvido com um manipulador comercial para seguimento de junta. Os corpos de prova projetados para ensaio dos algoritmos contemplaram diversas variações geométricas acentuadas, impondo ao sistema a necessidade de contínua correção da trajetória de soldagem. Ao final dos ensaios, o sistema desenvolvido neste trabalho se mostrou capaz de realizar o seguimento de junta em situações de extrema solicitação. / This work discusses the integration of an optical laser sensor to a robot for welding automation. The sensor is manufactured by a foreign company, Meta Vision Systems. The robotic manipulator is part of the TARTILOPES family, developed by Welding Laboratory of UFSC, LABSOLDA. This sensor is able to recognize and measure the profile of the weld joint while the union is made, providing real-time information about the positioning of the welding torch along the weld joint. Using such data makes it possible to have the seam tracking, in which the manipulator is operated to always maintain the same relative position to the joint center. The system developed in this study required the implementation of a communication protocol between the software for seam tracking and the robot controller. The trajectory correction algorithms were created considering two distinct situations, handling with and without oscillation of the welding torch. Both algorithms were tested in four different experiments. The tests included from the calibration of these algorithms to the comparison with a commercial system designed for seam tracking. The specimens designed to test the algorithms included several sharp geometric variations, demanding the system the need for continuous adjustment of the welding trajectory. At the end of the tests, the system developed in this paper proved to be able to perform the seam-tracking request in extreme situations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301673.pdf: 2311887 bytes, checksum: 893c7f2b5f88975ca31c13bb67d6549c (MD5) / Ao longo das últimas décadas, Sistemas Multi-Robôs (SMR) têm sido aplicados a diversas áreas com o intuito de aumentar a eficiência e a robustez na execução das tarefas a serem desempenhadas por eles. Problemas de planejamento de trajetória e de tarefas são alguns dos principais desafios desta área, destacando-se que a separação entre estes níveis de planejamento permite que o problema de controle seja abordado em diferentes níveis de abstração. Neste trabalho, é tratado o problema de planejamento de tarefas na coordenação de SMRs, utilizando métodos baseados em estruturas de jogos. Especificamente, é analisada a aplicabilidade desta teoria na geração de controladores que garantam segurança na execução das aplicações, evitando comportamentos de colisão entre robôs ou com outros objetos do espaço de trabalho. Além disso, também é analisado o aspecto da obtenção de estratégias que sejam tolerantes a falta. Foram propostos princípios de modelagem, considerando o método proposto em Piterman et al. (2006), a partir dos quais várias aplicações foram modeladas. Uma vez modeladas as aplicações, foram obtidas estratégias de coordenação para cada um dos casos e, a partir dos coordenadores gerados, foram realizados experimentos e analisadas a aplicabilidade de estruturas de jogos no problema de coordenação de SMRs. / Over last decades, Multi-Robot Systems (MRS) have been applied in several areas in order to increase the efficiency and robustness in tasks execution. Path and tasks planning problems are among the main challenges in this area, pointing out that the separation between these levels of planning allows the control problem be approached at different levels of abstraction. This work is concerned with the problem of tasks planning in the coordination of MRS, using methods based on games# structures. Specifically, it is analyzed the applicability of this theory in the generation of controllers that ensure safety in the execution of applications, avoiding behaviors as collision with other robots or objects in the workspace. Furthermore, it is also analyzed obtaining aspects of fault tolerant strategies. Modeling principles have been proposed, considering the method proposed in Piterman et al.(2006), from which several applications have been modeled. Once modeled the applications, were obtained coordinating strategies for each case, and from the generated coordinators, experiments were performed and it was analyzed the applicability of game structures in the problem of coordinating MRS.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:43:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224513.pdf: 770785 bytes, checksum: 47964c61c5b53b05acd8e38540ca24ad (MD5) / A competição entre indústrias faz com que cada vez mais o ciclo de vida de um produto se reduza. Da mesma forma, o aumento da qualidade se faz necessário. Células de manufatura com máquinas convencionais muitas vezes devem ser readaptadas ou mesmo substituídas a cada mudança na linha de produção. Uma alternativa a esse problema é a adoção de células de manufatura flexíveis, através do uso de robôs. A cada mudança de produto basta alterar a programação e, quando necessário, a ferramenta para execução da tarefa. Dentro desse contexto, uma estratégia utilizada é o uso de robôs cooperativos, robôs que atuam em conjunto para executar de forma otimizada uma operação. Podem ser usados robôs cooperativos para compartilhar carga ou mesmo para montagem sem fixação. Para atingir esses objetivos, eles devem mover-se de forma sincronizada, o que não é tarefa trivial. Técnicas baseadas em I/O não se mostram adequadas, uma vez que têm limitações em aplicações onde a continuidade dos movimentos é fundamental. O trabalho propõe através de técnicas utilizando cadeias virtuais e o método de Davies resolver de uma nova maneira o problema da sincronização, que é de vital importância em tarefas como soldagem envolvendo robô posicionador e robô de solda.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:51:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264491.pdf: 11488689 bytes, checksum: 406d4d16b963e570bf900a9e04ad882e (MD5) Previous issue date: 2009

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T06:11:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192228.pdf: 913292 bytes, checksum: 03964c4ebc4c27799f1e80be4c0e6c7b (MD5) / Este trabalho trata o problema de controle de posição de robôs manipuladores com transmissões flexíveis. No desenvolvimento da tese é descrita uma metodologia de controle baseada no controle em cascata e na teoria da passividade. A estratégia de controle em cascata permite a divisão do modelo do robô em dois subsistemas interconectados: o subsistema dos elos e o subsistema das transmissões. Esta divisão permite a compensação do atrito presente na estrutura mecânica do robô. A propriedade da passividade que existe entre o torque e a velocidade angular dos rotores é utilizada na metodologia de controle descrita. A aplicação da propriedade da passividade permite garantir robustez na lei de controle, mesmo sem o cancelamento exato das não linearidades do modelo do robô. Os resultados teóricos, as simulações, os experimentos realizados e a identificação dos parâmetros do robô com transmissões flexíveis, construído para tal finalidade, mostram a validade da técnica apresentada no seguimento de trajetórias nesse tipo de de robôs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-19T02:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:40:05Z : No. of bitstreams: 1 178168.pdf: 8312401 bytes, checksum: 898c509511381c1d1e7713fcbdd5ee90 (MD5) / O objetivo principal deste trabalho é fornecer o máximo de informações possíveis sobre o robô SCARA, instalado no início do ano de 1998 no Laboratório de Robótica da Universidade Federal de Santa Catarina, de forma a servir como referência para trabalhos futuros que venham a ser desenvolvidos nesta área. São apresentadas as principais características de cada um dos componentes físicos que compõem o manipulador, descritas as interações existentes entre cada um deles e as propriedades do robô visto como um todo. É apresentada uma descrição detalhada dos programas para movimentação e controle deste robô, e dos programas que garantem segurança na sua utilização. São mostradas as diretrizes para utilização do controle híbrido força/posição e para instalação de novos controladores

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-19T04:04:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T00:33:28Z : No. of bitstreams: 1 183195.pdf: 46731756 bytes, checksum: 7bb2ffc5e791600f64377b0b999d16fc (MD5) / Dentro das arquiteturas de controle de robôs móveis autônomos, a navegação é uma das áreas fundamentais, constituindo a camada intermediária entre o controle dos motores e sensores e o planejamento de tarefa. Tratam-se aqui as três abordagens existentes à navegação: a abordagem planejada ou deliberativa, como uma tentativa inicial de delimitar o problema utilizando um modelo estático do ambiente; a abordagem reativa, como uma alternativa à atuação dos robôs móveis autônomos em ambientes dinâmicos reais, possibilitando ao robô agir segundo os estímulos recebidos do ambiente; e por fim, a abordagem híbrida, que une as melhores características das anteriores, provendo ao robô um comportamento mais "inteligente", com características de aprendizado e adaptação. A grande questão nesta abordagem é, justamente, dosar planejamento e reatividade. São descritas aqui, várias implementações das três abordagens que possibilitam observar as características de cada abordagem ressaltando as vantagens do uso de abordagens híbridas. Ao final, observa-se que a escolha de uma ou outra abordagem está, fundamentalmente, vinculada ao tipo de tarefa que o robô irá realizar. Ressalta-se também a necessidade de dotar os sistemas autônomos de capacidades cognitivas para a criação de robôs verdadeiramente "inteligentes".

O interesse de pesquisa da comunidade de Inteligência Artificial em Sistemas Multiagentes tem gerado o crescimento da utilização de técnicas de agentes nas mais diversas áreas da ciência da computação. Isso ocorre, principalmente, devido à variedade de aplicações em que esses sistemas podem ser usados, como por exemplo: jogos de computadores, interfaces adaptativas, simulação e controle de processos industriais. The Robot World Cup Initiative (RoboCup) é uma tentativa de estimular a área de Inteligência Artificial e, principalmente de Sistemas Multiagentes, por promover um problema padrão, jogar futebol, onde uma ampla cadeia de tecnologias podem ser integradas, examinadas e comparadas. A utilização do ambiente da RoboCup para a simulação de uma partida de futebol (simulador Soccerserver) permite a avaliação de diferentes técnicas de Sistemas Multiagentes (planejamento de estratégias, conhecimento em tempo real, colaboração de agentes, princípios de agentes autônomos, entre outros) e estimula as pesquisas, investigações e testes que possibilitem a construção gradativa de agentes avançados. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um time de futebol para o simulador Soccerserver. A idéia principal é desenvolver agentes jogadores que demonstrem um nível considerável de competência para a realização de suas tarefas, como percepção, ação, cooperação, estratégias pré-definidas, decisão e previsão. Inicialmente, apresenta-se uma visão geral sobre Inteligência Artificial Distribuída e sobre o simulador Soccerserver, pré-requisitos para o restante do trabalho. A seguir, é realizado um estudo sobre algumas arquiteturas de agentes (clientes) do Soccerserver. A arquitetura proposta na dissertação, suas principais características e a sua materialização em um protótipo desenvolvido correspondem à parte principal do trabalho. Finalmente são apresentados os testes realizados e as conclusões do trabalho.