[pt] SIMULAÇÃO TRIDIMENSIONAL EM TEMPO REAL DE VEÍCULOS ROBÓTICOS EM TERRENOS ACIDENTADOS

• Autor(a) principal: RICARDO MORROT LIMA
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Outros
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
• Texto Completo: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17116@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17116@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17116
• topic: [pt] SIMULACAO; [pt] TRIDIMENSIONAL; [pt] CONTROLE DE ESTABILIDADE; [pt] TERRENOS ACIDENTADOS; [pt] DINAMICA VEICULAR; [pt] TEMPO REAL; [en] SIMULATION; [en] STABILITY CONTROL; [en] ROUGH TERRAIN; [en] VEHICULAR DYNAMICS; [en] REAL-TIME

[pt] Esta dissertação aborda conceitos interdisciplinares de Engenharia Mecânica e Engenharia de Software, com foco principal no estudo de sistemas mecânicos. Atualmente, operações de monitoração por meio de veículos autônomos se tornam cada vez mais comuns, enquanto os ambientes a que esses veículos robóticos são submetidos passam a ser cada vez mais hostis, principalmente em relação aos obstáculos e características dos terrenos. O presente trabalho introduz o desenvolvimento de um simulador dinâmico em 3D em tempo real para veículos robóticos em terrenos acidentados. Um algoritmo de interseção é desenvolvido entre um terreno 3D genérico e cada roda de um veículo. Um modelo de força de contato pneu-terreno é implementado, levando em consideração as combinações das derivas longitudinal e lateral. O modelo também inclui os efeitos de corrente contínua de motores, levando-se em consideração a interação entre a parte mecânica e a elétrica, inclusive uma aproximação contínua do modelo de atrito de LuGre, considerando as limitações de potência das baterias do sistema. O simulador também inclui equações para um controle de estabilidade 2D, levando em consideração apenas a estabilização do ângulo de arfagem (pitch) do veículo. Este trabalho propõe, além disso, um controle de estabilidade 3D utilizando um indicador de estabilidade que pode ser calculado em tempo real, baseado em uma estimativa de distribuição de forças de contato entre roda e terreno. O simulador é validado mediante comparações com soluções analíticas do comportamento longitudinal do veículo robótico.