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Título:	Controle de formações flexíveis de robôs móveis com desvio de obstáculos
Autor(es):	Rampinelli, Vinicius Thiago Lecco
Orientador:	Sarcinelli Filho, Mário
Coorientador:	Martins, Felipe Nascimento,
Palavras-chave:	Robôs móveis Robôs - Sistemas de controle Desvio de obstáculos
Data do documento:	3-Mar-2010
Editor:	Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo:	Este trabalho apresenta um esquema de controle multicamadas para controlar formações de n>3 robôs móveis, incluindo uma estratégia de desvio de obstáculos. O controlador proposto é capaz de conduzir os robôs para compor formações desejadas (controle de posição) e/ou seguir uma trajetória desejada (controle de seguimento de trajetória). A estratégia de evasão de obstáculos é baseada em forças virtuais, que são geradas em função das distâncias robô-obstáculo, sendo consideradas para alterar as velocidades (linear e angular) individuais dos robôs componentes da formação. Tal estratégia é implementada em cada robô da formação, enquanto que o controlador proposto é aplicável a agrupamentos de três robôs, ou seja, a formações triangulares. Além disso, é apresentada uma prova de estabilidade para o sistema de controle em malha fechada, com base na teoria de Lyapunov, incluindo limitação da magnitude dos sinais de controle, para evitar saturação dos atuadores. Finalmente, resultados de simulação e experimentais são apresentados para distintas formações de robôs móveis tipo uniciclo, demonstrando que o esquema de controle proposto é efetivo não somente em termos de assegurar que os robôs alcancem e/ou mantenham uma formação desejada, mas também em termos de evitarem obstáculos enquanto navegam no espaço de trabalho. This work presents a multi-layer scheme to control formations of n 3 mobile robots, including a strategy for obstacle avoidance. The proposed controller is able to guide the robots to compose a desired formation (position control) and/or track a desired trajectory (trajectory tracking control). The obstacle deviation strategy is based on virtual forces, generated as a function of the robot-obstacle distance, which are considered to change the linear and angular velocities of the individual robots grouped in a formation. Such strategy is implemented in each robot in the formation individually, whereas the proposed controller is applicable to clusters of three robots, i.e., to triangular formations. Also, a proof of the stability of the closed-loop control system is presented, based on the theory of Lyapunov, including the saturation of the magnitude of the control signals, to avoid the saturation of the actuators. Finally, simulated and experimental results for distinct formations of unicycle-like mobile robots are presented, demonstrating that the proposed control scheme is effective not only in terms of ensuring that the robots reach and/or maintain a desired formation, but also in terms of avoiding obstacles while navigating in the workspace.
URI:	http://repositorio.ufes.br/handle/10/9593
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