Estudo e implementação de controladores fuzzy e pid para controle de direção e velocidade de um agv com visão computacional

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bastos, Fellipe Fonseca
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6962
Resumo: The decrease in manufacturing costs of electronics components, the emergence of new technologies and research areas, and the need for cheaper labor have been driving the construction of mobile robots and favoring their spread in several sectors, particularly in the industrial sector. Among mobile robots, Automated Guided Vehicles (AGV) are gaining ground in the industrial sector by lowering costs and increasing productivity. AGVs are robots used to move equipment and parts to the factory floor and do not require human supervision. The development of a Fuzzy controller in conjunction with Proportional-Integral-Derivative (PID) controllers, the use of a digital camera and the application of computer vision techniques can be used to assist AGVs in the displacements, avoiding collisions and divergences in the waypoints. Based on the facts presented, the objective of this work is to study and implement a control and speed control system based on Fuzzy and PID controllers for an experimental mobile robot. In this robot will be used a digital camera and computer vision techniques to detect paths to be followed. The methodology consists in developing an algorithm that captures the images and, based on image processing techniques, delivers an image segmented by binarization that allows finding the center of the track to be followed. This information is provided in a Fuzzy controller that determines the direction of the robot by varying the speed of each wheel. PID controllers are used to ensure the individual speed of the motors and thus the wheels. Finally, basic notions of odometry are used to recreate the path traveled by the robot and thus compare with the real path. In this way, the Fuzzy controller in conjunction with the PID controllers were able to control the robot during the entire trajectory, favoring its alignment with the center of the track
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The development of a Fuzzy controller in conjunction with Proportional-Integral-Derivative (PID) controllers, the use of a digital camera and the application of computer vision techniques can be used to assist AGVs in the displacements, avoiding collisions and divergences in the waypoints. Based on the facts presented, the objective of this work is to study and implement a control and speed control system based on Fuzzy and PID controllers for an experimental mobile robot. In this robot will be used a digital camera and computer vision techniques to detect paths to be followed. The methodology consists in developing an algorithm that captures the images and, based on image processing techniques, delivers an image segmented by binarization that allows finding the center of the track to be followed. This information is provided in a Fuzzy controller that determines the direction of the robot by varying the speed of each wheel. PID controllers are used to ensure the individual speed of the motors and thus the wheels. Finally, basic notions of odometry are used to recreate the path traveled by the robot and thus compare with the real path. In this way, the Fuzzy controller in conjunction with the PID controllers were able to control the robot during the entire trajectory, favoring its alignment with the center of the trackA diminuição dos custos de fabricação de componentes eletrônicos, o surgimento de novas tecnologias e áreas de pesquisa, e a necessidade de mão de obra de baixo custo vêm impulsionando a construção de robôs móveis e favorecendo sua disseminação em vários setores, principalmente no setor industrial. Entre os robôs móveis, os Veículos Guiados Automaticamente (AGV - Automated Guided Vehicle em inglês) estão ganhando espaço no setor industrial por diminuírem custos e aumentarem a produtividade. Os AGVs são robôs utilizados para locomover equipamentos e peças no chão de fábrica e não necessitam de supervisão humana. O desenvolvimento de um controlador Fuzzy em conjunto com controladores Proporcional Integral Derivativo (PID), a utilização de câmera digital e a aplicação de técnicas de visão computacional podem ser utilizadas para auxiliar AGVs nos deslocamentos, evitando colisões e divergências das marcações de trajeto. Com base nos fatos apresentados, o objetivo deste trabalho é estudar e implementar um sistema de controle de direção e velocidade baseado em controladores Fuzzy e PID para um robô móvel experimental. Neste robô serão utilizados uma câmera digital e técnicas de visão computacional para detectar percursos a serem seguidos. A metodologia empregada consiste em desenvolver um algoritmo que capture as imagens e, a partir de técnicas de processamento de imagem, entregue uma imagem segmentada por binarização que permita encontrar o centro da trilha a ser seguida. Estas informações são tratadas em um controlador Fuzzy que determina a direção do robô ao variar a velocidade de cada roda. Controladores PID são utilizados para garantir a velocidade individual dos motores e consequentemente das rodas. Por fim, são utilizadas noções básicas de odometria para recriar o trajeto percorrido pelo robô e assim comparar com o trajeto real. Dessa forma, o controlador Fuzzy em conjunto com os controladores PID foram capazes de controlar o robô durante toda trajetória, favorecendo seu alinhamento com o centro da trilhaCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Engenharias - CEUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaVale, Marcelo Roberto Bastos Guerra04892206490http://lattes.cnpq.br/5510574256894005Casillo, Danielle Simone da Silva04892206490http://lattes.cnpq.br/2111858571672626Casillo, Leonardo Augusto03327856451http://lattes.cnpq.br/0989177039598049José de Medeiros de Araújo Júnior03882174480http://lattes.cnpq.br/3758667796324850Bastos, Fellipe Fonseca2022-04-29T12:04:18Z2019-09-202022-04-29T12:04:18Z2019-06-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBastos (2019) (BASTOS, 2019)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6962porBASTOS, Fellipe Fonseca. Estudo e implementação de controladores fuzzy e pid para controle de direção e velocidade de um agv com visão computacional. 2019. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2019.CC-BY-SAhttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.pt_BRinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2023-10-30T20:27:20Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/6962Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2023-10-30T20:27:20Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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