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Controle servo visual de veículos aéreos multirrotores

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RafaelPerrone-dissertacao-versaoCD.pdf: 7060582 bytes, checksum: 99be0604b9e41728d0c378ce61861d85 (MD5) / O uso de câmeras aumenta a flexibilidade dos robôs. A visão permite que sistemas robóticos móveis operem em locais de onde se tem pouco ou nenhum conhecimento prévio. Sua aplicação também pode aumentar a confiabilidade e precisão das tarefas robóticas. A realimentação de informações visuais para controlar ou estabilizar a postura de robôs, chamado de controle servo visual ou servovisão, é uma das técnicas de controle baseada em visão. Classifica-se a servovisão em dois grupos: baseada em imagem, que define o erro no espaço da imagem; baseada em posição, que usa informações visuais para fazer uma reconstrução 3D, com o erro definido no espaço Euclidiano. Este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho do controle servo visual baseado em imagem aplicado a veículos aéreos multirrotores. A abordagem baseada em imagem elimina a necessidade de reconstrução tridimensional com alto custo computacional presente na técnica baseada em posição. Outra vantagem é a reduzida sensibilidade a erros de calibração da câmera e ruídos na imagem quando comparada à baseada em posição. A servovisão clássica usa apenas um controlador
proporcional constante. Tal abordagem clássica confere simplicidade ao sistema, porém tende a apresentar um elevado sinal de controle nos instantes iniciais do movimento,
quando o erro é relativamente grande. O objetivo fundamental do trabalho aqui descrito é analisar abordagens que melhorem o desempenho da servovisão clássica mantendo
sua complexidade relativamente baixa. Avaliaram-se duas alternativas: ganho variável e filtro fuzzy. Para comparar os três controladores (clássico, ganho variável e filtro fuzzy) realizaram-se experimentos simulados em dois cenários: primeiro, usando um sistema cinemático completamente atuado com seis graus de liberdade, para verificar a
influência do controlador isoladamente; depois, usando um modelo dinâmico de um
quadrirrotor para verificar o comportamento em situações próximas da aplicação real.
Tanto o ganho variável quanto o filtro fuzzy demonstraram ser capazes de solucionar,
ou amenizar, parte dos problemas do controlador clássico. Por fim, validaram-se os algoritmos em um veículo aéreo não tripulado de quatro rotores — o quadrirrotor.
Verificou-se que as duas abordagens avaliadas apresentaram menor esforço de controle
durante os instantes iniciais, enquanto o tempo de acomodação foi, também, menor.
O desempenho em regime apresentou menor oscilação da orientação do robô com o
ganho variável e ainda menor com o filtro fuzzy quando comparados à abordagem clássica, indicando que os dois controladores alternativos conseguem reduzir os efeitos
das propriedades dinâmicas do veículo.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/14156
Date19 July 2013
CreatorsMenezes, Rafael Perrone Bezerra de
ContributorsSchnitman, Leizer, Silveira Filho, Geraldo Figueiredo da
PublisherUniversidade Federal da Bahia. Escola Politécnica, Mecatrônica, UFBA, brasil
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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