Publicação

Sistemas dinâmicos para o controlo de equipas de robôs móveis autónomos em tarefas de transporte conjunto: teoria, implementação e validação em chão-de-fábrica

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Esta tese apresenta uma arquitetura de controlo distribuída, baseada na topologia leader–helper, para equipas de dois robôs móveis autónomos que em conjunto transportam cargas de grandes dimensões evitando colisões com obstáculos (estáticos e/ou dinâmicos). O movimento de cada robô é controlado por uma série temporal de estados assintoticamente estáveis, que é formalizada através da abordagem dinâmica de atratores para a robótica baseada em comportamento. As vantagens são: (i) o comportamento resultante é suave e estável; (ii) como o comportamento é gerado como uma sequência de estados atratores (para as variáveis de controlo), contribui para a estabilidade assintótica do sistema, tornando-o robusto contra perturbações. Esta tese apresenta resultados de experiências em ambientes simulados e com robôs reais em ambientes reais. O Leader navega para uma posição desejada ou segue um colaborador (alvo móvel) e o Helper é responsável por manter a distância (que é igual ao comprimento da carga) relativamente ao Leader. Ambos os robôs partilham a responsabilidade de assegurar que a carga a transportar não colida com obstáculos. Não há necessidade de fornecer a priori um caminho para os robôs nem para a carga. A equipa é capaz de realizar a sua tarefa de transporte em ambientes desconhecidos nos quais podem existir corredores, esquinas que obriguem a realização de curvaturas acentuadas e alteração no ambiente enquanto os robôs navegam. A carga pode ter dimensões distintas. A equipa é capaz de lidar com perturbações abruptas que desafiem o comportamento dos robôs durante a execução da tarefa. Estas características tornam a abordagem baseada em sistemas dinâmicos capaz de ser implementada em ambientes como armazéns ou chãos-de-fábrica.
Autores principais:	Machado, Toni Daniel Neto
Assunto:	Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática
Ano:	2016
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	português
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	Esta tese apresenta uma arquitetura de controlo distribuída, baseada na topologia leader–helper, para equipas de dois robôs móveis autónomos que em conjunto transportam cargas de grandes dimensões evitando colisões com obstáculos (estáticos e/ou dinâmicos). O movimento de cada robô é controlado por uma série temporal de estados assintoticamente estáveis, que é formalizada através da abordagem dinâmica de atratores para a robótica baseada em comportamento. As vantagens são: (i) o comportamento resultante é suave e estável; (ii) como o comportamento é gerado como uma sequência de estados atratores (para as variáveis de controlo), contribui para a estabilidade assintótica do sistema, tornando-o robusto contra perturbações. Esta tese apresenta resultados de experiências em ambientes simulados e com robôs reais em ambientes reais. O Leader navega para uma posição desejada ou segue um colaborador (alvo móvel) e o Helper é responsável por manter a distância (que é igual ao comprimento da carga) relativamente ao Leader. Ambos os robôs partilham a responsabilidade de assegurar que a carga a transportar não colida com obstáculos. Não há necessidade de fornecer a priori um caminho para os robôs nem para a carga. A equipa é capaz de realizar a sua tarefa de transporte em ambientes desconhecidos nos quais podem existir corredores, esquinas que obriguem a realização de curvaturas acentuadas e alteração no ambiente enquanto os robôs navegam. A carga pode ter dimensões distintas. A equipa é capaz de lidar com perturbações abruptas que desafiem o comportamento dos robôs durante a execução da tarefa. Estas características tornam a abordagem baseada em sistemas dinâmicos capaz de ser implementada em ambientes como armazéns ou chãos-de-fábrica.