Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit.opg. en een samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Auteursnaam op omslag: Jacques Penders. Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico. Curso de Pós-Graduação em Adiministração. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-18T05:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:37:59Z : No. of bitstreams: 1 182296.pdf: 42262379 bytes, checksum: 7e5845b77d7bb0d5b16009503b2e50f9 (MD5) / Aborda o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para a simulação de robôs manipuladores em atividades que envolvam controle de posição, com a finalidade de auxiliar no estudo, análise e projeto destes equipamentos. Revisão das características cinemáticas e dinâmicas dos manipuladores, a fim de possibilitar sua modelagem pelos usuários. Utilização do paradigma da orientação a objetos no desenvolvimento do software, possibilitando a modularização e a reutilização das bibliotecas de código, cuja referência e exemplos de uso constam em anexo. Permite o estudo de algoritmos de controle de posição de manipuladores, mediante sua implementação em bibliotecas dinâmicas externas ao software, tendo estudos de casos em anexo. Discute as características necessárias a esse tipo de software e seu uso, demonstrado em estudos de casos. Apresentação dos resultados de simulações em gráficos das variáveis de estado ou em animações de um modelo do manipulador estudado realizando a tarefa em um ambiente virtual.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304048.pdf: 32484490 bytes, checksum: 0a0966954d5c480907537c2a140e42fb (MD5) / Face às exigências de mercado, as empresas estão reconhecendo a necessidade de ganhar ou manter vantagem competitiva, e para isso fatores como cumprimento de datas de entrega, redução dos prazos de atendimento, aumento da flexibilidade devem ser priorizados, sem perda dos padrões de qualidade e custo. A utilização de sistemas compostos por múltiplos robôs trabalhando de forma cooperativa proporciona às empresas as vantagens supracitadas, entretanto a programação, a sincronização e o controle ganham em complexidade. Focalizando a programação de Sistemas Robóticos Cooperativos (SRC), existe o problema da determinação da localização, da velocidade e da aceleração das juntas de cada robô na base do tempo, de modo que venham a cumprir adequadamente as tarefas estabelecidas. Este problema é complexo pois existem relações de dependência entre os robôs além de aparecer o fenômeno da redundância cinemática, o que em termos gerais significa que o sistema como um todo tem inúmeras possibilidades de configurações capazes de executar as tarefas. Esta tese apresenta o conceito de Jacobiano de Cooperação (JC), para modelagem da cinemática diferencial de SRC, e propõe três metodologias de obtenção do JC: (1) utilizando o conceito de Jacobiano Relativo, que por sua vez, utiliza a convenção de Denavit-Hartenberg; (2) empregando a Teoria dos Helicoides; e (3) através do Método de Davies. O Jacobiano de Cooperação é uma transformação linear do espaço vetorial das velocidades das juntas dos robôs envolvidos no espaço vetorial das velocidades das tarefas a serem executadas. Isso permite que a resolução da cinemática diferencial inversa de cada manipulador seja feita de forma otimizada e simultânea, primando pela simplicidade no estabelecimento das relações de dependência entre os robôs envolvidos, em função das tarefas que cada robô deve executar sobre a peça em comum, fixada rigidamente por um ou mais robôs que a manipulam. / The globalization has led many markets to becoming very competitive, and the manufactured products undergo intense competition, which may increase their vulnerability. The product's vulnerability begins to show when a competitor's similar product performs the same functions, and has a lower price. This situation gets worse if this product has a better quality, reliability, meets the need of the customer, and embeds innovations in each new launched version, and a shorter delivery time. The use of systems composed by multiple robots working in a cooperative way provides such advantages, however the programming, the synchronization and the control become more complex. In the Robotic Cooperative Systems (SRC), the determination of the location, of the speed and of the acceleration of each robot's joints is complex, because dependence relationships exist among the robots besides the phenomenon of the cinematic redundancy, which means in general terms appearing that the system as a whole has countless possibilities of configurations capable to execute the tasks. The objective of this thesis consists of presenting the Jacobian of Cooperation (JC), for modelling of the differential kinematics of SRC, and it proposes three methodologies of obtaining of JC: (1) using the concept of Relative Jacobian, that uses the Denavit and Hartenberg Convention; (2) using the Screw Theory; and (3) through the Davies Method, that associates the Graph Theory with virtual Assur chains. Jacobian of Cooperation is a linear transformation of the vector space of the speeds of the robots' joints involved in the vector space of the speeds of the tasks to be executed. That allows the resolution of each manipulator's inverse differential kinematics to be made in an optimized way and simultaneous, excelling for the simplicity in the establishment of the dependence relationships among the involved robots, in function of the tasks that each robot should execute on the workpiece, fastened by one or more robots.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:07:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:42:37Z : No. of bitstreams: 1 182184.pdf: 21846353 bytes, checksum: 091c2d8956998645a3ef134b0a51e2f3 (MD5) / Uma imagem obtida por uma câmera de vídeo é uma projeção em perspectiva do ambiente e somente com esta imagem não é possível determinar as coordenadas dos objetos no ambiente. Porém, se tomamos duas imagens obtidas por duas câmeras cujas configurações são conhecidas, torna-se possível determinar a posição dos objetos por triangulação. Estas configurações podem ser definidas a priori na construção e montagem das câmeras, porém sua manutenção ao longo do tempo não é possível em aplicações práticas de robótica móvel. Este trabalho relata algumas experiências de determinação da geometria do conjunto binocular a partir de imagens obtidas pelas câmeras, um processo que é chamado de calibração de câmeras. Estas imagens podem ser tomadas do ambiente em geral ou de algum objeto especial do ambiente cuja geometria é conhecida, o que chamamos de gabarito de calibração. Antes que se possa calibrar o conjunto binocular é necessário estabelecer correspondências entre os caracteres do gabarito e os caracteres detectados nas imagens ou entre os caracteres detectados em ambas as imagens. Dois métodos de correspondência foram testados e também dois métodos de calibração, em especial destacando a correspondência por relaxação e a calibração pela geometria epipolar. Os resultados dos experimentos demonstram que a precisão obtida com estes métodos é suficiente para o uso em robótica móvel no contexto da RoboCup, que é a aplicação aqui estudada.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-18Bitstream added on 2014-06-13T18:49:36Z : No. of bitstreams: 1 bigheti_ja_me_bauru.pdf: 1603477 bytes, checksum: 39e00820c0f650d5c640f29bc5870194 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A proposta deste trabalho é dotar um robô móvel com a capacidade de mapear e se localizar no ambiente simultaneamente onde tal problema é conhecido na literatura clássica como SLAM (Simultaneous Localizaton and Mapping). Para operar, o robô deve ser capaz de manter uma estimativa da sua posição com base nos sensores embarcados veículo, adquirir e utilizar conhecimento sobre o mundo ao seu redor, possuir a habilidade de reconhecer obstáculos, e responder em tempo real as situações que possam ocorrer neste ambiente. Este trabalho propõe também a utilização de um sensor de ultra-som com varredura frontal de 180 graus, para detecção de landmarks (marcos) naturais em um ambiente interno para construção do mapa na memória do sistema de controle do robô. As informações do deslocamento do robô são fornecidas pelo sistema de odometria com encoder. Essas informações de deslocamento do robô a distância dos landmarks são combinadas através da aplicação do Filtro de Kalman Estendido (EKF), para o cálculode posição e orientação estimados do robô bem como a posição estimada dos landmarks (mapa). Trata-se de um trabalho com resultados preliminares, que tem como contribuição específica realizar a tarefa de localização e mapeamento simultaneamente (SLAM) usando um sensor de ultra-som rotativo. São apresentados também os resultados de simulação da técnica de localização e mapeamento simultâneo usando o Filtro de Kalman Estendido (EKT) e complementadas com avaliações experimentais em ambiente reais, aplicado a um robô móvel trabalhando como um transportador de materiais automatizado no chão de fábrica. Discussões são apresentadas sobre os sensores usados, a complexidade computacional, a associação de dados e a modelagem e controle do robô móvel / The purpose of this paper is to provide a mobile robot with the ability to simultaneously map and locate the environment. This problem is know in classical literature as SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). To operate, the robot must be able to maintain an estimation of its position based on sensors attached to the vehicle, acquire and use knowledge about the world around it, have the ability to recognize obstacles and respond in real time situations that may occur in this environment. This paper also proposes the use of an ultrasonic sensor to scan an angle of 180 degrees, for detection of landmarks in a natural environment in order to build the internal map inside the robot's controller memory. The displacement information is provided by the robot odometry system with encoder. This information is combined through the application of Extended Kalmar filter (EKT). This is a preliminary work, which has the specific contribution the task of locating and mapping simultaneously (SLAM) using a rotating ultrasonic sensor. There is also presented the simulation of the technique of simultaneous localization and mapping using the extended Kalman filter (EKT) in addition of experimental evaluations in real environment, applied to a mobile robot working as an automated carried materials on the factory floor. Discussions are presented on the used sensors, the computational complexity, data combination and modeling and control of mobile robot

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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279646.pdf: 1165986 bytes, checksum: d48b72a211e2a9aae500fa1920fd1754 (MD5) / As pesquisas em robótica móvel visam o estudo e o desenvolvimento de máquinas capazes de se locomover de forma autônoma ou semi-autônoma. Quando a locomoção se dá em ambientes ruidosos, não controlados ou desconhecidos, é necessário que o sistema de controle seja flexível para permitir a auto-adaptação, conforme se dá a interação do robô com o ambiente. Para tornar o sistema de controle de um robô móvel mais adaptável é necessário utilizar alguma técnica de aprendizado que permita que o sistema se modifique ao longo de sua execução. A robótica evolucionária objetiva o desenvolvimento de sistemas de controle adaptativos baseados em técnicas da computação evolucionária. A evolução embarcada faz com que o processo evolucionário ocorra sobre uma população de robôs móveis, isto é, acontece entre os indivíduos que fazem parte da população de robôs. Neste trabalho é apresentado o algoritmo da xPGD, uma Extensão do algoritmo da Programação Genética Distribuída, capaz de suportar a evolução do sistema de controle de uma população de robôs móveis. Também é apresentado o Sistema de Execução, Gerenciamento e Supervisão da xPGD (SEGS). Para avaliar o algoritmo da xPGD foram realizados três experimentos em ambientes simulados, que são: navegação livre de colisões, forageamento e empurrar uma caixa. A xPGD e o SEGS possuem, respectivamente, as seguintes características: i) estende o algoritmo da programação genética distribuída para suportar a evolução em uma população de robôs; ii) o processo evolucionário acontece de forma assíncrona entre os robôs da população; iii) é tolerante a falhas, pois permite a continuação do processo evolucionário mesmo que só reste um único robô na população de robôs; iv) guarda informações sobre os indivíduos mais aptos em memória; v) possui um ambiente de execução e gerenciamento independente do processo evolucionário.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:04:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296616.pdf: 5615246 bytes, checksum: 5fefccf406b16f92ba904fae2dfc0d0d (MD5) / Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um gerador de trajetórias quase-estáticas estáveis, segundo o critério do Zero-Moment Point (ZMP), a partir do modelamento cinem´atico de robos bípedes antropomórficos (RBA), utilizando o conceito de base flutuante. Para atingir esse objetivo, primeiramente, foi constru´ýdo o modelo 3D de um RBA para se fazer o levantamento dos parametros físicos e estruturais do bípede, por intermédio de uma ferramenta CAD. A base flutuante consiste em uma técnica na qual aloca-se um sistema referencial local em uma estrutura, a qual pode se movimentar livremente no espa¸co com quaisquer orientação e posição em relalação a um referencial inercial considerado. Tal conceito teve sua origem em sistemas aéreos - também utilizado em manipuladores acoplados a uma espaçonave - pela a necessidade de se determinar referenciais para o movimento sem que o sistema fosse fixo no sistema inercial considerado. O conceito base flutuante foi aplicado ao RBA e obteve-se o modelo cinem´atico do robô. Através dos modelos 3D e cinemático, foram determinadas as restrições da locomoção bípede, bem como a parametrização do gerador de trajetórias espaciais quase-estáticas proposto neste trabalho. Ao final, as trajetórias geradas são validadas, através de simulação espacial, pelo critério do ZMP tridimensional. Portanto, o gerador é parametrizado de tal forma que possibilita a geração de trajetórias com características diferentes a partir da alteração de seus parâmetros. Outra contribuição desta pesquisa é a utilização do método geométrico com restriçõoes para o desenvolvimento do gerador de trajetórias, a partir do modelo de um RBA, utilizando o conceito da base flutuante; a estrutura antropomórfica é composta por braços, pernas e tronco, os quais foram considerados na geração da locomoção bípede. / This work aims at developing a generator of quasi-static stable trajectories, according to the ZMP criterion, based on the kinematic model of biped anthropomorphic robots (BAR), using the concept of floating base. In order to achieve this objective, firstly, it was constructed the 3D model of a BAR to obtain the physical and structural parameters of the biped robot by using a CAD software. The floating base consists of a technique that allocates a local reference frame in a structure which can move freely in space relative to the inertial frame considered. This concept had its origin in aircraft systems - also used in a manipulator coupled in a spaceship - by the need to stablish references to the movements of the considered system with respect to the inertial frame. The floating base concept was applied to a BAR and the kinematic model of the robot was obtained. By using the 3D and kinematic models, the constraints of the biped movement were determined as well as the parameterization of the generator of quasi-static spatial trajectories proposed in this work. The generated trajectories were validated through simulations and by the ZMP criterion. The trajectory generator is parameterized to allow the generation of trajectories with different characteristics by modifying its parameters. Another contribution of this work is the use of the geometric constraints method for the development of the trajectory generator, based on the model of a BAR, using the floating base concept; the anthropomorphic structure is made up of arms, legs, and torso, which were considered in the generation of the biped movement.