Controle de navegação de um robô móvel

Abstract

O problema a ser tratado neste TCC é a navegação de um robô móvel em ambientes semi-estruturados, utilizando a arquitetura de controle reativa e um sensor de varredura. A ideia principal é fazer com que o robô navegue entre dois pontos do ambiente, que é o objetivo principal de robôs de exploração, mineração, limpeza de acidentes nucleares, navegação em estradas e em tarefas agrícolas. É desenvolvido um controle de posição e de orientação fundamentado na estrutura de um robô baseado no uniciclo. Ressalta-se que as informações sobre o estado do robô provêm unicamente dos sensores a bordo do robô. A estabilidade dos controladores foi comprovada pela convergência assintótica das variáveis a partir da função candidata de Lyapunov. Foi concebido uma nova abordagem de controle para que melhor atendesse a necessidade dos experimentos. O sistema foi testado utilizando o simulador CoppeliaSim junto com o ROS, caracterizando um sistema Model-in-the-Loop, e implementado em Python e MATLAB. Foi iniciado a implementação em um robô real, restando um sistema de rastreamento de movimento para testar, contribuindo para trabalhos futuros que queiram seguir a linha de pesquisa. Com os resultados dos experimentos com o controlador proposto, foi possível comprovar a convergência assintótica das variáveis controladas para seus valores desejados, resultando, assim, na navegação desejada. Foi possível constatar que o controle proposto originalmente, necessitava de melhorias, e essas melhorias reduziram drasticamente o tempo de execução da missão. A nova lei de controle proposta nesse trabalho de conclusão de curso se mostrou bastante eficaz, reduzindo drasticamente o tempo de execução da missão de navegação.