Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-16T17:29:20Z
No. of bitstreams: 1
alexandremenezesteixeira.pdf: 8409444 bytes, checksum: df76f8cbe4e829db629062da1fd25bc7 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2015-12-17T11:07:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1
alexandremenezesteixeira.pdf: 8409444 bytes, checksum: df76f8cbe4e829db629062da1fd25bc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-17T11:07:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1
alexandremenezesteixeira.pdf: 8409444 bytes, checksum: df76f8cbe4e829db629062da1fd25bc7 (MD5)
Previous issue date: 2015-02-23 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Monitorar um ambiente através de múltiplos robôs autônomos em um espaço compartilhado
sem que haja colisões é um grande desafio nos dias atuais. Várias pesquisas na área de
robótica tem sido feitas para desenvolver essa tarefa. Sendo assim, este trabalho atua na
coordenação de movimento de múltiplos robôs de serviço percorrendo de forma cíclica
caminhos que se interceptam.
É desejável que os robôs sigam pelos caminhos inicialmente planejados sem mudá-los
durante a missão. Para evitar possíveis colisões, um controlador central foi desenvolvido
para planejar as velocidades médias que os robôs deverão efetuar em cada trecho do
circuito, maximizando o menor intervalo de tempo t que eles cruzam por um mesmo
ponto de colisão.
A solução centralizada utilizada neste trabalho foi modelada como um problema Mixed
Interger Linear Programming (MILP) sendo usado o software Linear Interactive and
General Optimizer (LINGO) para maximizar t e encontrar para cada robô os tempos de
percurso para cada parte do caminho.
Foi desenvolvida uma aplicação em C++ capaz de iniciar o processo de otimização e
receber os tempos otimizados de percurso de cada robô, usados para determinar as suas
respectivas velocidades médias. Além disso, esta rotina de programação teve como objetivo
realizar o controle dos robôs, navegando-os com o auxílio do framework Robot Operating
System (ROS) integrado ao LINGO.
Para localizá-los no espaço utilizou-se um pacote de visão computacional do ROS denominado
ARPOSE, com o intuito de descobrir suas respectivas posições e orientações em
relação à um eixo de referência global.
Por fim, simulações e testes reais foram realizados sobre um grupo de robôs para demonstrar
a eficácia da abordagem. Os resultados obtidos foram satisfatórios, o que possibilitou
atingir os objetivos propostos. / Monitoring an environment using multi-autonomous robots operating in a shared workspace
without collisions with each other is a great challenge nowadays. Many researchs have been
done to develop this important task in robotics. Thus, this thesis deals with coordinating
the motions of multiple working robots traversing periodic intersecting paths.
It is desired that mobile robots following the initially designed paths without change them
during the mission. To avoid any collision a centralized controller was developed to planner
the velocity profile of the robots over the predefined paths, maximizing the smallest time
margin t that the robots cross over a same collision point.
The centralized solution used in this work was modeled as a Mixed Integer Linear Programming
(MILP) problem using the Linear Interactive and General Optimizer (LINGO)
software to maximize t and to find for each robot the sub-path traversal time.
It was developed a C++ code capable to start the optimization process and receive for
each robot the optimized traversal times, used to calculate their respectives average speeds.
Besides, this code was used to control the robots, which was done through the Robot
Operating System (ROS) framework integrated with LINGO.
A computer vision ROS package named ARPOSE was used to localize the robots during
the task, calculating their poses relative the global reference frame.
Finally, to demonstrate the effectiveness of the approach, simulantions and real tests was
performed on mobile robots group. The results obtained were satisfactory, which allowed
to achieve the goals.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/261 |
| Date | 23 February 2015 |
| Creators | Teixeira, Alexandre Menezes |
| Contributors | Marcato, André Luís Marques, Pereira, Guilherme Augusto Silva, Honório, Leonardo de Mello, Olivi, Leonardo Rocha |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFJF, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0024 seconds