Because of the increasingly demanding tasks that robotic systems are asked to perform, there is a need to make them more reliable, intelligent, versatile and self-sufficient. Furthermore, throughout the robotic system?s operation, changes in its internal and external environments arise, which can distort trajectory tracking, slow down its performance, decrease its capabilities, and even bring it to a total halt. Changes in robotic systems are inevitable. They have diverse characteristics, magnitudes and origins, from the all-familiar viscous friction to Coulomb/Sticktion friction, and from structural vibrations to air/underwater environmental change. This thesis presents an on-line environmental Change, Detection, Isolation and Accommodation (CDIA) scheme that provides a robotic system the capabilities to achieve demanding requirements and manage the ever-emerging changes. The CDIA scheme is structured around a priori known dynamic models of the robotic system and the changes (faults). In this approach, the system monitors its internal and external environments, detects any changes, identifies and learns them, and makes necessary corrections into its behavior in order to minimize or counteract their effects. A comprehensive study is presented that deals with every stage, aspect, and variation of the CDIA process. One of the novelties of the proposed approach is that the profile of the change may be either time or state-dependent. The contribution of the CDIA scheme is twofold as it provides robustness with respect to unmodeled dynamics and with respect to torque-dependent, state-dependent, structural and external environment changes. The effectiveness of the proposed approach is verified by the development of the CDIA scheme for a SCARA robot. Results of this extensive numerical study are included to verify the applicability of the proposed scheme.

A robótica tem passado por uma notável evolução ao longo dos últimos anos, juntamente com um crescente interesse por parte da sociedade. Robôs não são mais exclusivamente produzidos para realizar atividades repetitivas em fábricas, eles têm sido projetados para apoiar humanos em diversos e importantes domínios de aplicação. Os sistemas robóticos utilizados para controlar tais robôs têm, portanto, se tornado maiores, mais complexos e difíceis de desenvolver. Nesse cenário, a Arquitetura Orientada a Serviços (do inglês, Service-Oriented Architecture - SOA) tem sido investigada como um promissor estilo arquitetural para o desenvolvimento de sistemas robóticos de forma mais flexível, reusável e produtiva. Embora um número considerável de Sistemas Robóticos Orientados a Serviços (do inglês, Service-Oriented Robotic Systems - SORS) já exista, grande parte deles têm sido desenvolvida de maneira ad hoc. A pouca atenção e o suporte limitado ao projeto das arquiteturas de software de SORS pode não só impedir a obtenção dos benefícios associados à adoção da SOA, mas também reduzir a qualidade dos sistemas robóticos que, frequentemente, são utilizados em contextos de segurança crítica. Essa tese tem por objetivo aprimorar o entendimento e a sistematização do projeto arquitetural de SORS. Para isso, é proposta uma taxonomia de serviços para o domínio de robótica, bem como um processo e uma arquitetura de referência para sistematizar o projeto das arquiteturas de software de SORS. Os resultados obtidos evidenciam que tanto o processo quanto a arquitetura de referência podem impactar positivamente na qualidade das arquiteturas de software de SORS e, consequentemente, contribuir para o desenvolvimento de sistemas robóticos. / Robotics has experienced an increasing evolution and interest from the society in recent years. Robots are no longer produced exclusively to perform repetitive tasks in factories, they have been designed to collaborate with humans in several important application domains. Robotic systems that control these robots are therefore becoming larger, more complex, and difficult to develop. In this scenario, Service-Oriented Architecture (SOA) has been investigated as a promising architectural style for the design of robotic systems in a exible, reusable, and productive manner. Despite the existence of a considerable amount of Service-Oriented Robotic Systems (SORS), most of them have been developed in an ad hoc manner. The little attention and limited support devoted to the design of SORS software architectures may not only hamper the benefits of SOA adoption, but also reduce the overall quality of robotic systems, which are often used in safety-critical contexts. This thesis aims at improving the understanding and systematization of SORS architectural design. It describes a taxonomy of services for the robotics domain, as well as proposes a process and a reference architecture that systematize the design of SORS software architectures. Results achieved in the evaluation studies evidence that both process and reference architecture can positively impact on the quality of SORS software architectures and, as a consequence, contribute to the development of robotic systems.

A robótica tem passado por uma notável evolução ao longo dos últimos anos, juntamente com um crescente interesse por parte da sociedade. Robôs não são mais exclusivamente produzidos para realizar atividades repetitivas em fábricas, eles têm sido projetados para apoiar humanos em diversos e importantes domínios de aplicação. Os sistemas robóticos utilizados para controlar tais robôs têm, portanto, se tornado maiores, mais complexos e difíceis de desenvolver. Nesse cenário, a Arquitetura Orientada a Serviços (do inglês, Service-Oriented Architecture - SOA) tem sido investigada como um promissor estilo arquitetural para o desenvolvimento de sistemas robóticos de forma mais flexível, reusável e produtiva. Embora um número considerável de Sistemas Robóticos Orientados a Serviços (do inglês, Service-Oriented Robotic Systems - SORS) já exista, grande parte deles têm sido desenvolvida de maneira ad hoc. A pouca atenção e o suporte limitado ao projeto das arquiteturas de software de SORS pode não só impedir a obtenção dos benefícios associados à adoção da SOA, mas também reduzir a qualidade dos sistemas robóticos que, frequentemente, são utilizados em contextos de segurança crítica. Essa tese tem por objetivo aprimorar o entendimento e a sistematização do projeto arquitetural de SORS. Para isso, é proposta uma taxonomia de serviços para o domínio de robótica, bem como um processo e uma arquitetura de referência para sistematizar o projeto das arquiteturas de software de SORS. Os resultados obtidos evidenciam que tanto o processo quanto a arquitetura de referência podem impactar positivamente na qualidade das arquiteturas de software de SORS e, consequentemente, contribuir para o desenvolvimento de sistemas robóticos. / Robotics has experienced an increasing evolution and interest from the society in recent years. Robots are no longer produced exclusively to perform repetitive tasks in factories, they have been designed to collaborate with humans in several important application domains. Robotic systems that control these robots are therefore becoming larger, more complex, and difficult to develop. In this scenario, Service-Oriented Architecture (SOA) has been investigated as a promising architectural style for the design of robotic systems in a exible, reusable, and productive manner. Despite the existence of a considerable amount of Service-Oriented Robotic Systems (SORS), most of them have been developed in an ad hoc manner. The little attention and limited support devoted to the design of SORS software architectures may not only hamper the benefits of SOA adoption, but also reduce the overall quality of robotic systems, which are often used in safety-critical contexts. This thesis aims at improving the understanding and systematization of SORS architectural design. It describes a taxonomy of services for the robotics domain, as well as proposes a process and a reference architecture that systematize the design of SORS software architectures. Results achieved in the evaluation studies evidence that both process and reference architecture can positively impact on the quality of SORS software architectures and, as a consequence, contribute to the development of robotic systems.

Atualmente, os sistemas robóticos têm sido necessários para uma diversidade de novos produtos, como em robôs de serviço e em robôs para ambientes perigosos. Como consequência, um aumento da complexidade desses sistemas e observada, exigindo também atenção considerável para a qualidade e a produtividade. Vale destacar que a complexidade de parte desses sistemas decorre, parcial ou totalmente, da necessidade de se utilizar diversos robôs para compor a solução. Em outra perspectiva, arquiteturas de referência surgiram como um tipo especial de arquitetura de software que consegue agregar conhecimento de domínios específicos, facilitando o desenvolvimento, padronização e evolução de sistemas de software. Nessa perspectiva, arquiteturas de referência foram também propostas para o domínio de robótica e de têm sido consideradas como um elemento importante para o desenvolvimento de sistemas para esse domínio. No entanto, existe uma falta de arquiteturas de referência especializadas em sistemas multirrobóticos de serviço. Assim, a principal contribuição desse trabalho e o apoio ao desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço. Para isso, o principal resultado, aqui apresentado, e o estabelecimento da SiMuS, uma arquitetura de referência que agrega o conhecimento e a experiência de como organizar sistemas multirrobóticos de serviço, visando a escalabilidade, evolução e reuso. Para o estabelecimento dessa arquitetura, foi utilizado o ProSA-RA, um processo que sistematiza o projeto, representação e avaliação de arquiteturas de referência. Resultados alcançados por uma inspeção, por meio de checklist, e estudo de caso conduzidos evidenciam que a SiMuS e uma arquitetura de referência viável e reusável para o desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço / Currently, robotic systems have been more and more required for a diversity of new products, such as in service robots and in robots for dangerous environments. As a consequence, an increase in the complexity of these systems is observed, requiring also considerable attention to their quality and productivity. One of the main complexities faced by systems is the problem of control multiple robots to complete a task. In another perspective, reference architectures have emerged as a special type of software architecture that achieves well-recognized understanding of specific domains, facilitating the development, standardization, and evolution of software systems. In this perspective, reference architectures have also been proposed for the robotic domain and they have been considered an important element to the development of systems for that domain. However, there is a lack of reference architectures specialized in multi-robotic systems for service robots. Thus, the main contribution of this work is to support the development of multi-robotic for service robots. For that, the main result presented here is the establishment of SiMuS, a reference architecture that combines the knowledge and experience of how to organize multi-robotic systems for service robots, aiming at scalability, evolution and reuse. For establishing this architecture, was used the ProSA-RA, a process that systematizes the design, representation and evaluation of reference architectures. Results achieved by a checklist inspection and case study conduction, show that the SiMuS is a viable and reusable reference architecture for developing multi-robotic systems service robots

La thèse traite de la planification des mouvements optimaux dans les systèmes robotiques redondants pour l'automatisation des processus d’enroulement filamentaire. L'objectif principal est d'améliorer la productivité des cellules de travail en développant une nouvelle méthodologie d'optimisation des mouvements coordonnés du robot manipulateur, du positionneur de pièce et de l'unité d'extension de l'espace de travail. Contrairement aux travaux précédents, la méthodologie proposée offre une grande efficacité de calcul et tient compte à la fois des contraintes technologiques et des contraintes du système robotique, qui décrivent les capacités des actionneurs et s'expriment par les vitesses et accélérations maximales admissibles dans les articulations actionnées. La technique développée est basée sur la conversion du problème continu original en un problème combinatoire, où toutes les configurations possibles des composants mécaniques sont représentées sous la forme d'un graphe multicouche dirigé et le mouvement temporel optimal est généré en utilisant le principe de programmation dynamique. Ce mouvement optimal correspond au plus court chemin sur le graphique satisfaisant les contraintes de lissage. Les avantages de la méthodologie développée sont confirmés par une application industrielle d’enroulement filamentaire pour la fabrication de pièces thermoplastiques au CETIM. / The thesis deals with the optimal motion planning in redundant robotic systems for automation of the composite lay-up processes. The primary goalis to improve the lay-up workcell productivity by developing a novel methodology of optimizing coordinated motions of the robotic manipulator,workpiece positioner and workspace extension unit,which ensure the shortest processing time and smooth movements of all mechanical components. In contrast to the previous works, the proposed methodology provides high computational efficiencyand also takes into account both the technological constraints and the robotic system constraints, which describe capacities of the actuators and are expressed by the maximum allowable velocities and accelerations in the actuated joints. The developed technique is based on conversion of the original continuous problem into a combinatorial one, where all possible configurations of the mechanical components are represented as a directed multi layergraph and the desired time-optimal motion is generated using dynamic programming principle for searching the shortest path on the graph satisfying the smoothness constraints. It is also proposed an enhancement of this technique by dividing the optimization procedure in two stages combining global and local searches. At the first stage, the developed algorithm is applied in the global search space generated with large discretization step. Then,the same technique is applied in the local search space, which is created with smaller step in the neighborhood of the obtained trajectory. The advantages of the developed methodology are confirmed by industrial implementation on the factory floor that deals with manufacturing of the high pressure vessel.

Atualmente, os sistemas robóticos têm sido necessários para uma diversidade de novos produtos, como em robôs de serviço e em robôs para ambientes perigosos. Como consequência, um aumento da complexidade desses sistemas e observada, exigindo também atenção considerável para a qualidade e a produtividade. Vale destacar que a complexidade de parte desses sistemas decorre, parcial ou totalmente, da necessidade de se utilizar diversos robôs para compor a solução. Em outra perspectiva, arquiteturas de referência surgiram como um tipo especial de arquitetura de software que consegue agregar conhecimento de domínios específicos, facilitando o desenvolvimento, padronização e evolução de sistemas de software. Nessa perspectiva, arquiteturas de referência foram também propostas para o domínio de robótica e de têm sido consideradas como um elemento importante para o desenvolvimento de sistemas para esse domínio. No entanto, existe uma falta de arquiteturas de referência especializadas em sistemas multirrobóticos de serviço. Assim, a principal contribuição desse trabalho e o apoio ao desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço. Para isso, o principal resultado, aqui apresentado, e o estabelecimento da SiMuS, uma arquitetura de referência que agrega o conhecimento e a experiência de como organizar sistemas multirrobóticos de serviço, visando a escalabilidade, evolução e reuso. Para o estabelecimento dessa arquitetura, foi utilizado o ProSA-RA, um processo que sistematiza o projeto, representação e avaliação de arquiteturas de referência. Resultados alcançados por uma inspeção, por meio de checklist, e estudo de caso conduzidos evidenciam que a SiMuS e uma arquitetura de referência viável e reusável para o desenvolvimento de sistemas multirrobóticos de serviço / Currently, robotic systems have been more and more required for a diversity of new products, such as in service robots and in robots for dangerous environments. As a consequence, an increase in the complexity of these systems is observed, requiring also considerable attention to their quality and productivity. One of the main complexities faced by systems is the problem of control multiple robots to complete a task. In another perspective, reference architectures have emerged as a special type of software architecture that achieves well-recognized understanding of specific domains, facilitating the development, standardization, and evolution of software systems. In this perspective, reference architectures have also been proposed for the robotic domain and they have been considered an important element to the development of systems for that domain. However, there is a lack of reference architectures specialized in multi-robotic systems for service robots. Thus, the main contribution of this work is to support the development of multi-robotic for service robots. For that, the main result presented here is the establishment of SiMuS, a reference architecture that combines the knowledge and experience of how to organize multi-robotic systems for service robots, aiming at scalability, evolution and reuse. For establishing this architecture, was used the ProSA-RA, a process that systematizes the design, representation and evaluation of reference architectures. Results achieved by a checklist inspection and case study conduction, show that the SiMuS is a viable and reusable reference architecture for developing multi-robotic systems service robots

[ES] La presente tesis aborda la Interacción Humano-Robot para tareas industriales de tratamiento superficial, con el objetivo de obtener una verdadera sinergia entre el operador humano y el sistema robotizado, así como un funcionamiento robusto. En concreto, la tesis establece las bases sobre las cuales un robot con asistencia por teleoperación o autónomamente interacciona con los humanos y con los otros robots en la zona de trabajo. Las propuestas se validan mediante experimentación real utilizando hasta dos robots manipuladores 6R y 7R respectivamente. Las principales contribuciones son: - Asistencia robótica para el lijado industrial con aproximación suave a la superficie y restricciones de límite - Control de robots bimanuales usando teleoperación asistida para tareas de tratamiento superficial - Interfaz basada en Realidad Aumentada para la teleoperación de robots bimanuales La aplicación de técnicas de Control en Modo Deslizante (SMC, por sussiglas en inglés) tanto convencional como no convencional y una arquitectura de control basada en prioridades son las herramientas clave para el desarrollo de estas contribuciones. / [CA] La present tesi aborda la Interacció Humà-Robot per a tasques industrials de tractament de superfícies, amb l'objectiu d'obtindre una veritable sinergia entre l'operador humà i el sistema robotitzat, així com un funcionament robust. En concret, la tesi estableix les bases sobre les quals un robot amb assistència per teleoperació o autònomament interacciona amb els humans i amb els altres robots a la zona de treball. Les propostes es validen mitjançant experimentació real utilitzant fins a dos robots manipuladors 6R i 7R, respectivament. Les principals contribucions són: - Assistència robòtica per al poliment industrial amb aproximació suau a la superfície i restriccions de límit - Control de robots bimanuals emprant teleoperació assistida per a tasques de tractament superficial - Intefaç basada en Realitat Augmentada per a la teleoperació de robots bimanuals L'aplicació de tècniques de Control en Mode Lliscant (SMC, per les seues sigles en anglés)tant convencional com no convencional i una arquitectura de control basada en prioritats són les eines clau pel desenvolupament d'aquestes contribucions. / [EN] The present thesis work addresses Human-Robot Interaction for industrial surface treatment tasks, aiming to attain a true synergy between the human operator and the robot system, as well as a robust performance. Specifically, this thesis establishes the basis on which a robot, either assisted by teleoperation or working autonomously, interacts with humans and with other robots in its working area. These proposals are validated through real experimentation using up to two robot manipulators, 6R and 7R respectively. The main contributions are: - Robotic assistance for industrial sanding with a smooth approach to the surface and boundary constraints - Bimanual robot control using assisted teleoperation for surface treatment tasks - Augmented reality-based interface for bimanual robot teleoperation The appliance of conventional and non-conventional Sliding Mode Control (SMC) techniques and a priority-based control architecture are the fundamental tools for the development of these contributions. / García Fernández, A. (2023). Robust human-robot collaboration for polishing tasks in the automotive industry [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/198673

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Diversas das possíveis aplicações da robótica de enxame demandam que cada robô seja capaz de estimar a sua posição. A informação de localização dos robôs é necessária, por exemplo, para que cada elemento do enxame possa se posicionar dentro de uma formatura de robôs pré-definida. Da mesma forma, quando os robôs atuam como sensores móveis, a informação de posição é necessária para que seja possível identificar o local dos eventos medidos. Em virtude do tamanho, custo e energia dos dispositivos, bem como limitações impostas pelo ambiente de operação, a solução mais evidente, i.e. utilizar um Sistema de Posicionamento Global (GPS), torna-se muitas vezes inviável. O método proposto neste trabalho permite que as posições absolutas de um conjunto de nós desconhecidos sejam estimadas, com base nas coordenadas de um conjunto de nós de referência e nas medidas de distância tomadas entre os nós da rede. A solução é obtida por meio de uma estratégia de processamento distribuído, onde cada nó desconhecido estima sua própria posição e ajuda os seus vizinhos a calcular as suas respectivas coordenadas. A solução conta com um novo método denominado Multi-hop Collaborative Min-Max Localization (MCMM), ora proposto com o objetivo de melhorar a qualidade da posição inicial dos nós desconhecidos em caso de falhas durante o reconhecimento dos nós de referência. O refinamento das posições é feito com base nos algoritmos de busca por retrocesso (BSA) e de otimização por enxame de partículas (PSO), cujos desempenhos são comparados. Para compor a função objetivo, é introduzido um novo método para o cálculo do fator de confiança dos nós da rede, o Fator de Confiança pela Área Min-Max (MMA-CF), o qual é comparado com o Fator de Confiança por Saltos às Referências (HTA-CF), previamente existente. Com base no método de localização proposto, foram desenvolvidos quatro algoritmos, os quais são avaliados por meio de simulações realizadas no MATLABr e experimentos conduzidos em enxames de robôs do tipo Kilobot. O desempenho dos algoritmos é avaliado em problemas com diferentes topologias, quantidades de nós e proporção de nós de referência. O desempenho dos algoritmos é também comparado com o de outros algoritmos de localização, tendo apresentado resultados 40% a 51% melhores. Os resultados das simulações e dos experimentos demonstram a eficácia do método proposto. / Many applications of Swarm Robotic Systems (SRSs) require that a robot is able to discover its position. The location information of the robots is required, for example, to allow them to be correctly positioned within a predefined swarm formation. Similarly, when the robots act as mobile sensors, the position information is needed to allow the identification of the location of the measured events. Due to the size, cost and energy source restrictions of these devices, or even limitations imposed by the operating environment, the straightforward solution, i.e. the use of a Global Positioning System (GPS), is often not feasible. The method proposed in this work allows the estimation of the absolute positions of a set of unknown nodes, based on the coordinates of a set of reference nodes and the distances measured between nodes. The solution is achieved by means of a distributed processing strategy, where each unknown node estimates its own position and helps its neighbors to compute their respective coordinates. The solution makes use of a new method called Multi-hop Collaborative Min-Max Localization (MCMM), herein proposed, aiming to improve the quality of the initial positions estimated by the unknown nodes in case of failure during the recognition of the reference nodes. The positions refinement is achieved based on the Backtracking Search Optimization Algorithm (BSA) and the Particle Swarm Optimization (PSO), whose performances are compared. To compose the objective function, a new method to compute the confidence factor of the network nodes is introduced, the Min-max Area Confidence Factor (MMA-CF), which is compared with the existing Hops to Anchor Confidence Factor (HTA-CF). Based on the proposed localization method, four algorithms were developed and further evaluated through a set of simulations in MATLABr and experiments in swarms of type Kilobot robots. The performance of the algorithms is evaluated on problems with different topologies, quantities of nodes and proportion of reference nodes. The performance of the algorithms is also compared with the performance of other localization algorithms, showing improvements between 40% to 51%. The simulations and experiments outcomes demonstrate the effectiveness of the proposed method.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Diversas das possíveis aplicações da robótica de enxame demandam que cada robô seja capaz de estimar a sua posição. A informação de localização dos robôs é necessária, por exemplo, para que cada elemento do enxame possa se posicionar dentro de uma formatura de robôs pré-definida. Da mesma forma, quando os robôs atuam como sensores móveis, a informação de posição é necessária para que seja possível identificar o local dos eventos medidos. Em virtude do tamanho, custo e energia dos dispositivos, bem como limitações impostas pelo ambiente de operação, a solução mais evidente, i.e. utilizar um Sistema de Posicionamento Global (GPS), torna-se muitas vezes inviável. O método proposto neste trabalho permite que as posições absolutas de um conjunto de nós desconhecidos sejam estimadas, com base nas coordenadas de um conjunto de nós de referência e nas medidas de distância tomadas entre os nós da rede. A solução é obtida por meio de uma estratégia de processamento distribuído, onde cada nó desconhecido estima sua própria posição e ajuda os seus vizinhos a calcular as suas respectivas coordenadas. A solução conta com um novo método denominado Multi-hop Collaborative Min-Max Localization (MCMM), ora proposto com o objetivo de melhorar a qualidade da posição inicial dos nós desconhecidos em caso de falhas durante o reconhecimento dos nós de referência. O refinamento das posições é feito com base nos algoritmos de busca por retrocesso (BSA) e de otimização por enxame de partículas (PSO), cujos desempenhos são comparados. Para compor a função objetivo, é introduzido um novo método para o cálculo do fator de confiança dos nós da rede, o Fator de Confiança pela Área Min-Max (MMA-CF), o qual é comparado com o Fator de Confiança por Saltos às Referências (HTA-CF), previamente existente. Com base no método de localização proposto, foram desenvolvidos quatro algoritmos, os quais são avaliados por meio de simulações realizadas no MATLABr e experimentos conduzidos em enxames de robôs do tipo Kilobot. O desempenho dos algoritmos é avaliado em problemas com diferentes topologias, quantidades de nós e proporção de nós de referência. O desempenho dos algoritmos é também comparado com o de outros algoritmos de localização, tendo apresentado resultados 40% a 51% melhores. Os resultados das simulações e dos experimentos demonstram a eficácia do método proposto. / Many applications of Swarm Robotic Systems (SRSs) require that a robot is able to discover its position. The location information of the robots is required, for example, to allow them to be correctly positioned within a predefined swarm formation. Similarly, when the robots act as mobile sensors, the position information is needed to allow the identification of the location of the measured events. Due to the size, cost and energy source restrictions of these devices, or even limitations imposed by the operating environment, the straightforward solution, i.e. the use of a Global Positioning System (GPS), is often not feasible. The method proposed in this work allows the estimation of the absolute positions of a set of unknown nodes, based on the coordinates of a set of reference nodes and the distances measured between nodes. The solution is achieved by means of a distributed processing strategy, where each unknown node estimates its own position and helps its neighbors to compute their respective coordinates. The solution makes use of a new method called Multi-hop Collaborative Min-Max Localization (MCMM), herein proposed, aiming to improve the quality of the initial positions estimated by the unknown nodes in case of failure during the recognition of the reference nodes. The positions refinement is achieved based on the Backtracking Search Optimization Algorithm (BSA) and the Particle Swarm Optimization (PSO), whose performances are compared. To compose the objective function, a new method to compute the confidence factor of the network nodes is introduced, the Min-max Area Confidence Factor (MMA-CF), which is compared with the existing Hops to Anchor Confidence Factor (HTA-CF). Based on the proposed localization method, four algorithms were developed and further evaluated through a set of simulations in MATLABr and experiments in swarms of type Kilobot robots. The performance of the algorithms is evaluated on problems with different topologies, quantities of nodes and proportion of reference nodes. The performance of the algorithms is also compared with the performance of other localization algorithms, showing improvements between 40% to 51%. The simulations and experiments outcomes demonstrate the effectiveness of the proposed method.

Tato práce se zaměřuje na autonomní lokalizaci radiologických zdrojů v definované oblasti zájmu. Jejím cílem je vyvinout lokalizační strategie a platformu, na které je bude možné vyzkoušet. Platforma je sestavena z průzkumného robotu Orpheus-X3, scintilačních detektorů a přesného GNSS přijímače. Algoritmus pro vytváření mapy distribuce radiačního pole je rozšířen. Jsou představeny nové metody založené na směrové citlivosti navrhovaného detekčního systému. Počáteční průzkum oblasti zájmu je uskutečněn pomocí kružnicových trajektorií. Všechny algoritmy byly otestována jak simulacemi, tak reálnými experimenty. Dosažená přesnosti lokalizace je v řádu desítek centimetrů. Časová efektivita je použitím nových algoritmů zvýšena přibližně dvakrát až pětkrát. Jedním z~přínosů práce je vývoj modulárního systému, který může být přesunut a uzpůsoben na jiné platformy. Výhodou použitého systému je vysoký stupeň autonomie a bezpečnost pro lidského operátora.