Geração e controle de trajetória de robôs móveis omnidirecionais

Abstract

Os robôs autônomos móveis são dotados de habilidades para executar tarefas com uma mínima intervenção do homem. Tais tarefas, no entanto, não seriam possíveis de serem realizadas se não fosse introduzida a estes robôs a capacidade da navegação autônoma.

Uma simples tarefa de deslocar o robˆo de um ponto a outro, em um ambiente, requer a execu¸c˜ao de um conjunto de etapas distintas. Em primeiro lugar ´e necess´ario o reconhecimento e a representa¸c˜ao do ambiente. Esta representa¸c˜ao ´e necess´aria para que possa ser feito, na etapa seguinte, um planejamento de trajet´oria entre um local de origem e de destino. A trajet´oria planejada ´e gerada na terceira etapa e o seu rastreamento ´e feito pelo robˆo, por meio de comandos enviados ao seu sistema de atua¸c˜ao, na etapa de mais baixo n´ıvel da navega¸c˜ao, o controle de trajet´oria. Neste trabalho s˜ao propostas t´ecnicas de gera¸c˜ao e controle de trajet´oria para robˆos m´oveis omnidirecionais, apresentando solu¸c˜oes para as duas etapas de mais baixo n´ıvel da navega¸c˜ao. M´etodos de gera¸c˜ao de trajet´oria por fun¸c˜oes cont´ınuas e por interpola¸c˜ao polinomial, s˜ao mostrados, e uma t´ecnica composta por estes dois m´etodos ´e proposta. Esta t´ecnica possibilita um planejamento de trajet´orias por curvas e segmentos de reta, gerando trajet´orias de formas variadas e suaves. S˜ao propostas t´ecnicas de controle de trajet´oria usando leis de controle baseadas na lineariza¸c˜ao por realimenta¸c˜ao de estado com compensadores de ruídos baseados em controladores difusos. O robˆo usado como estudo de caso, o Axebot, um robô omnidirecional com três rodas, ´e apresentado. O desenvolvimento dos modelos cinemático e dinâmico da sua base móvel com inclusão do modelo dinâmico dos seus atuadores ´e mostrado.