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Título: Navegação de robôs móveis ou veículos multi-articulados com realimentação de informações visuais
Autor(es): Fernandes, Mariana Rampinelli
Orientador: Ferreira, Edson de Paula
Data do documento: 25-Ago-2008
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Este trabalho aborda o uso da visão computacional como realimentação do controlador fuzzy por propagação de inferências. O estudo é parte do desenvolvimento de um sistema supervisório para a navegação e/ou controle de manobras de robôs móveis ou veículos multi-articulados. Os robôs em questão têm em sua cadeia mecânica o primeiro elemento como trator, com atuação/controle de ângulo de direção nas rodas dianteiras e de velocidade, nas rodas traseiras. Os outros elementos da cadeia são semi-reboques passivos. Tais veículos podem ser utilizados para o transporte de cargas, por exemplo. O problema de controle desses robôs é particularmente complexo nos movimentos à ré, onde o sistema é não holonômico, comportando-se como um pêndulo invertido múltiplo, não linear, instável e de difícil modelagem. A visão computacional foi escolhida para a realimentação do controlador fuzzy devido à quantidade de informações a respeito do ambiente de trabalho e do próprio veículo que as imagens capturadas de uma única câmera são capazes de fornecer. Para a extração das características do robô, a segmentação por cor foi a estratégia escolhida. Os experimentos realizados utilizaram um protótipo de veículo multi-articulado dotado de um sistema de controle e sensoreamento embarcado com comunicação RF, que possibilita a troca de informações com um computador remoto. A câmera, base do sistema de visão, estava situada no topo da área de testes e interligada ao computador remoto. A partir dos resultados dos experimentos, foi possível verificar que o controlador com realimentação visual é capaz de seguir referências. Também foi verificado que o sistema de controle funcionou satisfatoriamente com a realimentação visual para o alinhamento do veículo com qualquer configuração inicial, no centro ou na borda do campo de visão da câmera.
This work deals with the use of computer vision as the feedback for the fuzzy control based in inference propagation. This approach is a part of a supervisory system development to automate navigation navigation and/or maneuver’s control of mobile robots or multi-articulated vehicles. Those robots have a mechanical chain with the first element as a tractor, with control of direction’s angle in the front wheels, and speed control in the back wheels. The other elements of the chain are passive traillers. Such vehicles can be used to transport load, for example. The problem of control these robots is particularly complex in the backward movements, where the system is non-holonomic, behaving as a horizontal multiple pendulum, nonlinear, unstable with complex modelling. The computer vision was chosen to feedback the fuzzy controller due to the amount of informations about the work enviroment and about the vehicles itself that the images of a single camera can provide. For the extraction of the robot characteristics, the strategy chosen was the color segmentation. The experiments used a multi-articulated vehicle prototype which one has a control system and a embedded sensing with radio frequency communication that provides a link with a remote computer. The camera, base of the vision system is placed on the top of the tests’ area and has a connection with the remote computer. From the experimental results, was possible to verify that the controller with visual feedback is capable to follow the references. It was also noted that the control system performed satisfactorily with the visual feedback to align the vehicle with any initial configuration, either at the center or at the edge of the camera’s field of vision.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4063
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