Sistema de navegação inercial com controle em tempo-real para um robô autônomo trekking

• Autor(a) principal: Puhl, Lucas Fernando
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24644
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO; Navegação autônoma; Sistemas de controle; Robô Trekking; Sistema de navegação inercial; Autonomous navigation; Control systems; Trekking robot; Inertial navigation system

A robótica móvel é uma área de pesquisa que abrange o controle de veículos autônomos ou semiautônomos. Dentre os veículos autônomos existe uma categoria para competição de robótica denominada Trekking, e neste sentido, objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e implementação de um sistema de controle de navegação confiável e preciso, baseado no uso de uma Unidade de Medição Inercial e um sensor encoder rotativo para obtenção de dados e aplicação em um veículo terrestre autônomo robô Trekking. O veículo tem por objetivo completar um circuito, passando por marcos predefinidos durante seu trajeto. Esse percurso foi feito em um gramado com terreno irregular. Para isto, se faz uso de diversos sensores para localizar o veículo em meio ao campo, para obter informações como a direção, sentido, aceleração, velocidade e deslocamento a partir do sensor inercial e sensor Encoder rotativo. Um sensor de cores foi utilizado para a identificação dos marcos. Foram obtidas características geométricas e foi implementado um sistema de controle para seguimento de trajetória, baseadas nas medidas do sensor inercial e encoder. A obtenção do modelo para o sistema de controle foi feito sobre um veículo robô que é do tipo de um carro convencional, o qual as rodas traseiras são fixas e as rodas dianteiras governam a direção (Modelo de Ackermann). A proposta deste trabalho foi utilizar os sinais de sensores para mapeamento de trajetórias para um veículo autônomo controlado automaticamente sem um condutor humano, suas decisões são tomadas em um sistema embarcado com sensores e atuadores. A precisão e confiabilidade na obtenção dos dados para navegação em tais sistemas foram essenciais. Testes e simulações que validam o funcionamento do sistema de controle e modelo projetado são demonstrados. Como resultado têm-se um veículo autônomo capaz de percorrer um trajeto predefinido e alcançar os marcos objetivos com eficiência.