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Previous issue date: 2015-02-20 / Múltiplos robôs autônomos executam tarefas que necessitam de uma cooperação entre
os mesmos. Este trabalho trata um problema de coordenação de robôs móveis terrestres,
os quais estão divididos em dois grupos: os robôs de serviço e os robôs de recarga. Os
múltiplos robôs de serviço devem percorrer caminhos fechados que se interceptam em
determinados pontos. Um controlador de alto nível atua diretamente nas velocidades
médias destes veículos, evitando possíveis colisões e garantindo a segurança em suas tarefas.
Os caminhos são percorridos em ciclos, os quais devem ser comensuráveis e de caráter
persistente, ou seja, executados num horizonte de planejamento “infinito”, o que ultrapassa
as limitações de cargas de suas baterias. Para isso, é introduzido um grupo de robôs
dedicados que atua no processo de troca das baterias, tarefa esta designada aos robôs
de recarga. A estratégia utilizada para que todos os robôs de serviço sejam recarregados
é baseada em grafo. A coordenação dos múltiplos robôs (serviço e recarga) é resolvida
por meio de dois otimizadores, ambos implementados com o solver LINGO, integrados
ao ROS (Robot Operating System) utilizando a linguagem C++. Um dos otimizadores
coordena o movimento dos robôs de serviço com o objetivo de evitar colisões entre os
mesmos. Os resultados gerados nesta primeira etapa de otimização, são utilizados para que
os dois grupos robóticos estejam em sintonia durante o processo de recarga. Os caminhos
percorridos pelos robôs de serviço são constituídos de pontos nos quais podem ocorrer o
contato destes com os robôs de recarga. Desta maneira, a segunda parte da otimização
consiste em determinar os caminhos ótimos a serem traçados pelos robôs de recarga. Este
problema é resolvido por meio de um programa linear inteiro misto (MILP), o qual tem
por objetivo minimizar o tempo global para a tarefa de recarga. / Autonomous multi-robots can be used to perform tasks that require cooperation between
them. This work consists at the coordination problem of land mobile robots, divided
into two groups: working robots and recharge robots. The working multi-robots must
travel by closed paths that intersect each other. A high-level controller acts directly
on average speeds of these vehicles, avoiding possible collisions and ensuring security
in their tasks. The paths are traversed in cycles, which should be commensurate and
persistents, executed on a infinite planning horizon, which overcomes the limitations of
charges your batteries. For this is added one dedicated group of robots that operates in
the battery exchange process. This group is called recharge robots. The strategy used to
recharge all working robots is based on graph. The coordination of multiples robots is
resolved through two optimizers, both implemented with LINGO solver, integrated with
ROS (Robot Operating System) using the C++ language. One of optmizers coordinates
the movement of working robots in order to avoid collisions between them. The results
obtained in this first optimization step are used for the two robotic groups, became they
must remain in line during the charging process. Thus, the second part of the optimization
is to determine the optimum paths to be traced by the recharge robots. This problem is
solved by a mixed integer linear program (MILP), with the objective of minimizing the
overall time for recharging task.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/360 |
| Date | 20 February 2015 |
| Creators | José, Cláudio Maia Alves |
| Contributors | Marcato, André Luís Marques, Nascimento, Tiago Pereira do, Silva Junior, Ivo Chaves da, 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 |
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