Dissertação

{en_GB=Networked Cooperative Marine Vehicle Control using Acoustic and Optical Communications} {} EVALUATED

{pt=Desde que o Homem é Homem que existe o fascínio pelo desconhecido, uma vontade de ir mais além e explorar os recantos mais inóspitos do meio ambiente que o rodeia. Apesar de hoje-em-dia já se conhecer bem o meio terreste e de se terem feito avanços significativos no que toca à exploração espacial, todavia, grande parte da imensidão oceânica continua desconhecida. No final século XX os veículos usados para explorar as profundezas dos mares eram ou tripulados ou veículos com cabo, controlados remotamente por um operados colocado num navio de suporte, normalmente com custos de operação elevados. Atualmente a comunidade cientifica está a dirigir o foco da investigação para o desenvolvimento de veículos robóticos relativamente pequenos e leves, com grande autonomia energética e poder de decisão abordo, capazes de trabalhar sozinhos ou em parceria com outros veículos na exploração do oceano. Esta dissertação de mestrado aborda, primeiro, o problema do controlo cooperativo de múltiplos veículos, focando no seguimento cooperativo de caminhos, posteriormente no problema do controlo de movimento de formações de veículos interligados por canais de comunicação acústica ou óptica. Finalmente, o problema de comunicação entre os veículos numa formação é abordado usando uma solução híbrida que recorre a modems acústicos e ópticos. Duas arquiteturas de comunicação, síncrona e assíncrona, são projectadas e soluções baseadas em Máquinas de Estados são propostas para supervisionar a interação entre veículos, de forma a evitar deadlocks. A eficiência das soluções propostas é verificada em simulação e os resultados são analisados e discutidos em detalhe., en=Since beginning of humanity there is a fascination for the unknown, a desire for the humans to go further and to explore the most inhospitable corners of the environment that surrounds them. Although the earth environment being well known today, and significant advances have been made in space exploration, much of the oceanic immensity remains unknown. In the late 20th century vehicles used to explore the depths of the seas were either manned or remotely operated, that is controlled by an operator placed on a support vessel, usually of large size and with high operating costs. Currently, the scientific community is focused on the research and development of relatively small and light weight robotic vehicles with high level of energy autonomy and decision-making, capable of working alone or in cooperation with other vehicles in the most diverse facets of ocean exploration. This Master thesis addresses, firstly, the problem of cooperative control of multiple vehicles, focusing on cooperative path following, and later on the problem of motion control of a network of vehicles interconnected using acoustic or optical communication channels. Finally, the problem of communication between the vehicles in a formation network is tackled using a hybrid solution that resorts to acoustic and optical modems. Two communication architectures, synchronous and asynchronous, are proposed and solutions based on Finite State Machines are devised to supervise the interaction between vehicles, avoiding deadlocks. The performance obtained with the proposed solutions is accessed in simulation and the results are analysed and discussed in depth.}
{pt=Seguimento Cooperativo de Caminhos, Controlo do Movimento de Veículos em Rede, Controlo de Veículos Marinhos, Comunicações Acústicas e Óticas, en=Cooperative Path Following, Networked Motion Control, Marine Vehicle Control, Acoustic Communications, Optical Communications}

Novembro 16, 2020, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

António Manuel dos Santos Pascoal

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Aposentado