A supervisory control-based navigation architecture for autonomous robots in industry 4.0 environments

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonzalez, Antonio Galiza Cerdeira
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/20300
Resumo: Esta dissertação apresenta uma nova arquitetura geral para a navegação de robôs móveis em ambientes da Indústria 4.0, na qual o comportamento em malha aberta do robô e as especificações para o sistema são baseadas em autômatos. Um supervisor modular, que é a conjunção de dois supervisores é proposto: o primeiro, que garante que o robô siga o caminho definido por um planejador e o segundo, que assegura que as especificações, tais como prevenção de colisões, cumprimento de tarefas e gerenciamento de movimentos. A arquitetura de navegação proposta permite uma implementação descentralizada, na qual o supervisor modular é embarcado no robô móvel, enquanto o planejador pode ser executado em um agente externo. Tal característica torna mais fácil a adaptação da arquitetura proposta para diversos ambientes. O funcionamento da arquitetura proposta nesta dissertação é demonstrado por meio de uma simulação em um ambiente hipotético com as características de uma fábrica inteligente. Além disso, é também apresentada uma adaptação da arquitetura para a operação de múltiplos robôs, tendo sido realizadas também neste caso simulações.
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Tal característica torna mais fácil a adaptação da arquitetura proposta para diversos ambientes. O funcionamento da arquitetura proposta nesta dissertação é demonstrado por meio de uma simulação em um ambiente hipotético com as características de uma fábrica inteligente. Além disso, é também apresentada uma adaptação da arquitetura para a operação de múltiplos robôs, tendo sido realizadas também neste caso simulações.In this dissertation, a general architecture for mobile robot navigation in Industry 4.0 environments in which the open-loop behavior of the robot and the specifications are based on automata is presented. A modular supervisory control structure, which is the conjunction of two supervisors is proposed: the first one, that enforces the robot to follow the path defined by a planner, and the second one that guarantees the satisfaction of the specifications such as prevention of collisions, task and movement management. The proposed navigation architecture allows decentralized implementation, in which the modular supervisor is embedded in the mobile robot, whereas the planner can run in external agent. Such a feature makes the adaptation of the proposed navigation architecture to different environments easy. The navigation architecture proposed in this dissertation is illustrated by means of a simulation in a hypothetical environment that resembles a smart factory. An adaptation for multiple robots is also presented, also validated by simulations.Submitted by Jorge Junior (jorge.gentil@ct.ufrj.br) on 2023-04-19T16:17:10Z No. of bitstreams: 1 925226.pdf: 1237309 bytes, checksum: 46f1c02ea6b7ac561725d6dbc2068071 (MD5)Approved for entry into archive by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2023-04-25T21:36:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 925226.pdf: 1237309 bytes, checksum: 46f1c02ea6b7ac561725d6dbc2068071 (MD5)Made available in DSpace on 2023-04-25T21:36:03Z (GMT). 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