Dados do Trabalhos de Conclusão

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
ENGENHARIA DE DEFESA (31007015011P8)
UMA ABORDAGEM PARA DESVIO DE OBSTÁCULOS NA ASSISTÊNCIA AO CONTROLE DE UM QUADRICÓPTERO EM TEMPO REAL
BRUNO DA SILVA GIOVANINI
DISSERTAÇÃO
24/08/2016

O uso de quadricópteros, tanto para missões civis quanto militares, tem crescido e os desafios envolvidos no controle destes veículos aumentam, principalmente em ambientes fechados e restritos, dado o espaço limitado e o alto risco de colisão com obstáculos. Desta maneira, um sistema para o desvio de obstáculos de forma automática ganha importância, dada a dificuldade de seu controle e o risco de colisão envolvido no seu manuseio. Este trabalho propõe uma abordagem para controle do desvio de obstáculos de um quadri- cóptero de forma automática enquanto guiado por controle remoto, permitindo que sua operação mantenha o foco na missão global e evitando, assim, possíveis acidentes. O mé- todo proposto consiste em evitar colisões estimando constantemente sua trajetória com base na dinâmica, no estado atual, no controle corrente e em sonares de distância. Uma abordagem de localização e mapeamento simultâneos, do inglês Simultaneuos Localization and Mapping (SLAM ), é utilizada, com a localização do veículo sendo estimada a partir de seus dados de navegação e o mapeamento dos arredores realizado através do Octomap, uma implementação de um Occupancy Grid Mapping, com as distâncias medidas por três sonares embarcados apontados para frente. Todas essas informações são utilizadas para determinar uma colisão iminente e substituir momentaneamente o controle do usuário por um controle automático PID que mantém a posição do quadricóptero por um segundo e depois devolve o comando para o usuário. O trabalho foi realizado em três fases: (i) pesquisa e implementação do algoritmo da solução na linguagem de programação C++ e validação em um simulador chamado TUM Simulator rodando no Robotic Operational System (ROS) e Gazebo; (ii) migração da solução para rodar no computer-on-module RaspberryPi 2, para embarque no quadricóptero Parrot ARDrone 2, utilização de sonares reais e controle por joystick; (iii) construção de um protótipo e adaptação da solução para funcionamento no seu piloto automático Arducopter. Em ambiente simulado, a solução obteve sucesso em evitar os obstáculos em três experimentos elaborados, em que o qua- dricóptero foi pilotado diretamente contra um obstáculo, passou por um corredor que se torna cada vez mais estreito e percorreu um labirinto projetado, cumprindo seu objetivo de forma efetiva.

DESVIO DE OBSTÁCULOS;MONITORAMENTO REMOTO;QUADRICÓPTERO;CONTROLE PID;OCTOMAP;SLAM
NÃO INFORMADO
OBSTACLE AVOIDANCE;REMOTE SENSING;QUADCOPTER;PID CONTROL;OCTOMAP;SLAM
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PORTUGUES
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

ENGENHARIA DE DEFESA
MECATRÔNICA E SISTEMAS DE ARMAS
EXPLORAÇÃO INTEGRADA DE UM AMBIENTE INTERNO COM TÉCNICA DE SLAM

Banca Examinadora

PAULO FERNANDO FERREIRA ROSA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
LUIZ PAULO GOMES RIBEIRO Participante Externo
MARLEY MARIA BERNARDES REBUZZI VELLASCO Participante Externo

Vínculo

CLT
Empresa Privada
Empresas
Sim