Dissertação

Design and Validation of a Localisation and Control System for a Nonholonomic Vehicle EVALUATED

Esta dissertação propõe e valida experimentalmente um sistema de acostagem, implementado num robô de locomoção diferencial, composto por um sistema de localização e por uma lei de controlo não-linear por retroação. A observação do estado é conseguida através de sistema de localização baseado num único ponto de referência visual e composto por dois filtros, um para a estimação de posição e outro para a estimação de orientação, ambas realizadas no referencial do corpo permitindo assim a utilização de um modelo cinemático LPV (Linear Parameter Varying). Os estimadores globalmente estáveis resultantes são parametrizados por dados de odometria e corrigidos por medições de posição e atitude relativas de uma referência visual fornecidas por um sensor RGB-D (red, green, blue and depth) instalado a bordo do robô. Foram feitas experiências utilizando um robô móvel e um sistema Qualysis Motion Tracking para validação com trajetória real. A posição e orientação assim como o escorregamento linear e angular são estimados, ambos com prova de observabilidade, resultando num sistema de localização em tempo real eficaz sem que seja necessário que a referência visual esteja sempre visível. O problema de acostagem é resolvido encontrando uma lei de controlo suave, invariante no tempo, globalmente assimptoticamente estável recorrendo a técnicas de Lyapunov e exprimindo a cinemática do robô em coordenadas polares, permitindo convergência para uma determinada pose. São feitas simulações do problema de acostagem para ilustrar a performance do sistema, sendo este também validado experimentalmente.
Lyapunov, Acostagem, Localização, Kalman Filter, Robótica Móvel

Novembro 15, 2013, 11:30

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

CO-ORIENTADOR

Carlos Baptista Cardeira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Paulo Jorge Coelho Ramalho Oliveira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado