Orientador: Prof. Dr. Wagner Tanaka Botelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2017. / Os avanços tecnológicos realizados na robótica móvel ao longo do tempo requereram o estudo e desenvolvimento de robôs cada vez mais autônomos e complexos, capazes de se adaptarem aos ambientes e condições que lhe são impostas. Contudo, dependendo do objetivo a alcancar, torna-se mais efetivo a utilização de uma maior quantidade de robos menores e mais simples, com capacidade cooperativa, resultando em um sistema escalavel e menos suscetývel a falhas gerais, denominado Sistema Multirrobotico (SMR). Tendo um SMR como objeto de estudo principal, este trabalho consiste no desenvolvimento de uma
arquitetura multirrobotica descentralizada para o controle de posição e formação utilizando quadricopteros. A arquitetura é composta por n quadricopteros virtuais, implementados no software de simulação Gazebo e um quadricoptero real. O Robot Operating System (ROS) controla todos os quadricopteros, alem de gerenciar a comunicação entre os agentes roboticos. Um ponto importante é que, visando a diminuição dos custos do projeto, foi utilizado apenas um quadricoptero real, uma vez que somente um é necessário para validar a integração entre os mundos virtual e real. Para o controle de posição e formação foram
propostos modelos matematicos que determinam as trajetorias dos n quadricopteros em formação linear, formação de figuras poligonais com troca de posição e formação de figuras poligonais com troca de posição e ponto de referencia movel. Nas simulações, foi possivel observar o deslocamento dos quadic'opteros em formação, validando os modelos matematicos. Por'em, no experimento real, a trajetoria no controle de formação foi parcialmente observada devido a alguns problemas apresentados na estrutura do quadricoptero e tambem por não possuir um sistema de sensoriamento no ambiente real. Apesar desses problemas, a integração entre os mundos virtual e real também foi validada. / The technological advances made in mobile robotics over time have required the study and
development of robots that are increasingly autonomous and complex, capable of adapting
to the environments and conditions that are imposed on them. However, depending on the
goal to be achieved, it becomes more e.ective to use a larger number of smaller and simpler
robots with cooperative capability, resulting in a scalable system that is less susceptible
to general failures, called Multi-Robot Systems (MRS). Considering a MRS as the main
study, the main target in this work is to develop a descentralized multi-robot architecture
for position control using quadcopters. The architecture consists of n virtual quadcopters,
implemented on the Gazebo simulation software and a real quadcopter. The Robot
Operating System (ROS) controls all quadcopters as well as managing communication
between them. In order to reduce the project costs, only one real quadcopter was used,
since it is enough to validate the integration between the virtual and real worlds. The
mathematical models were proposed to calculate the paths of the quadcopters in linear
formation, formation of polygonal figures with rotation and formation of polygonal figures
with rotation and mobile reference point. In the simulations, it was possible to observe
the displacement of the quadcopters in formation, validating the mathematical models.
However, in the real experiment, the trajectory in the formation control was partially
observed due to some limitations presented on the quadcopter structure. Also, the sensing
system was not available in the real environment. Despite these problems, the integration
between the virtual and real worlds has also been validated.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:106565 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Moreira, Alexandre Harayashiki |
| Contributors | Botelho, Wagner Tanaka, Pimentel, Edson Pinheiro, Silva, Vera Lúcia da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 118 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106565&midiaext=74712, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106565&midiaext=74711, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=106565 |
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