Using a mobile robot for hazardous substances detection in a factory environment

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Braun, João
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/20573
Resumo: Dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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spelling Using a mobile robot for hazardous substances detection in a factory environmentAutonomous mobile robotObstacle avoidanceMobile gas searchPath planningDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáIndustries that work with toxic materials need extensive security protocols to avoid accidents. Instead of having fixed sensors, the concept of assembling the sensors on a mobile robot that performs the scanning through a defined path is cheaper, configurable and adaptable. This work describes a mobile robot, equipped with several gas sensors and LIDAR, that follows a trajectory based on waypoints, simulating a working Autonomous Guided Vehicle (AGV). At the same time, the robot keeps measuring for toxic gases. In other words, the robot follows the trajectory while the gas concentration is under a defined value. Otherwise, it starts the autonomous leakage search based on a search algorithm that allows to find the leakage position avoiding obstacles in real time. The proposed methodology is verified in simulation based on a model of the real robot. Therefore, three path plannings were developed and their performance compared. A Light Detection And Ranging (LIDAR) device was integrated with the path planning to propose an obstacle avoidance system with a dilation technique to enlarge the obstacles, thus, considering the robot’s dimensions. Moreover, if needed, the robot can be remotely operated with visual feedback. In addition, a controller was made for the robot. Gas sensors were embedded in the robot with Finite Impulse Response (FIR) filter to process the data. A low cost AGV was developed to compete in Festival Nacional de Robótica (Portuguese Robotics Open) 2019 - Gondomar, describing the robot’s control and software solution to the competition.As indústrias que trabalham com materiais tóxicos necessitam de extensos protocolos de segurança para evitar acidentes. Ao invés de ter sensores estáticos, o conceito de instalar sensores em um robô móvel que inspeciona através de um caminho definido é mais barato, configurável e adaptável. O presente trabalho descreve um robô móvel, equipado com vários sensores de gás e LIDAR, que percorre uma trajetória baseada em pontos de controle, simulando um AGV em trabalho. Em simultâneo são efetuadas medidas de gases tóxicos. Em outras palavras, o robô segue uma trajetória enquanto a concentração de gás está abaixo de um valor definido. Caso contrário, inicia uma busca autônoma de vazamento de gás com um algoritmo de busca que permite achar a posição do gás evitando os obstáculos em tempo real. A metodologia proposta é verificada em simulação. Três algoritmos de planejamento de caminho foram desenvolvidos e suas performances comparadas. Um LIDAR foi integrado com o planejamento de caminho para propôr um sistema de evitar obstáculos. Além disso, o robô pode ser operado remotamente com auxílio visual. Foi feito um controlador para o robô. Sensores de gás foram embarcados no robô com um filtro de resposta ao impulso finita para processar as informações. Um veículo guiado automático de baixo custo foi desenvolvido para competir no Festival Nacional de Robótica 2019 - Gondomar. O controle do veículo foi descrito com o programa de solução para a competição.Lima, JoséCosta, José Cerqueira Gomes daNakano, Alberto YoshihiroBiblioteca Digital do IPBBraun, João2020-02-05T09:46:58Z202020192020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/20573TID:202413250enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:46:41Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/20573Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:11:24.608390Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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