Dissertação

{en_GB=Autonomous Driving of Competition Robot - Navigation and Decision Making} {} EVALUATED

{pt=Assiste-se hoje a uma crescente adopção de veículos de condução autónoma, que permite a investigação de novas técnicas de navegação autosuficiente e gera a necessidade de validação dos sistemas existentes. São sugeridos, nesta tese de mestrado, os módulos de planeamento de trajectórias e de tomada de decisão, que permitem a evolução do conhecimento prévio em robótica para uma aplicação num carro real. Assim, é sugerida uma implementação, em Robot Operating System (ROS), de três técnicas de gerar trajectórias baseadas em corredores, clotóides e splines, que são posteriormente seguidas por um planeador local do ROS. Este sistema de navegação é aplicado num carro RC, de escala 1/8, com o objectivo de participar no Festival Nacional de Robótica 2018, organizado pela Sociedade Portuguesa de Robótica (SPR). É documentado, ao longo deste trabalho, o processo de construção, de raíz, do carro personalizado com foco na sua implementação em ROS - que não suporta robôs tipo carro por omissão. Da modelação 3D, à simulação e realidade, a solução desta dissertação consegue lidar com todos os cenários de competição propostos, com uma abordagem de alta velocidade, utilizando um planeamento de trajectórias baseado em mapas, a partir de uma posição absoluta de localização. Algumas ferramentas para implementação rápida do robô são implementadas - como editores de trajectórias - e sugeridas - como um editor visual de máquinas de estado - para que o carro possa operar em cenários diferentes do da competição., en=The deployment of self-driving vehicles is underway, which enables the research for novel autonomous navigation techniques and the necessity of validation of current systems. Motion planning and decision-making modules for an autonomous vehicle are proposed in this master thesis, which, from a robotics background, evolve to valid applicability in a real car. As such, it is suggested a Robot Operating System (ROS) implementation of three trajectory generation techniques based on lane corridors, clothoids and splines, which are followed by a ROS local planner. This navigation stack is applied in a 1/8 scale RC car model with the objective of participating in the Portuguese Robotics Open 2018, organized by Sociedade Portuguesa de Robótica (SPR). The process of building the customized robot platform, from scratch, is documented along this work, also focusing on porting it to ROS - which does not support car-like robots by default. From 3D modeling to simulation and reality, this master thesis solution can handle all the proposed competing scenarios, with a high-speed approach, by delivering a map based motion planning, given an absolute localization pose. Some tools for rapid robot deployment are developed - such as trajectory editors - and suggested - such as graphical state machines - so that the car can operate in distinct scenarios from the competition ones.}
{pt=Condução autónoma, Veículos autónomos, Navegação, Decisão, Robotics Operating System, en=Self-driving cars, Autonomous vehicles, Navigation, Decision-making, Robotics Operating System}

Outubro 29, 2018, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Pedro Manuel Urbano de Almeida Lima

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado