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Authors
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Abstract(s)
Environmental awareness is a crucial task that robots must perform to navigate autonomously. Moreover, it must be well executed to make navigation safer and collisionfree. Since autonomous mobile robots are being used in dynamic scenarios where a simultaneity of events occurs, it becomes even more difficult to correctly sense and perceive the environment. This paper proposes the integration of a wireless sensor network with the Robotic Operating System – ROS – to incorporate advanced information from the environment into layered cost maps used by the robot to navigate. The system architecture was implemented, evaluated in a simulated environment, tested and validated, and the results obtained showed the effective gain in the computation of the paths and in the reduction of the computational load of the associated subsystems. With positive results in a simulated environment, the system was deployed on a robotic platform and evaluated in a real scenario, through experiments. The results obtained in the experiments prove the gain in the navigation process of the platform due to the better perception of the environment in the tested scenarios.
A perceção do ambiente é uma tarefa crucial que os robôs têm de realizar para navegar de forma autónoma. Além disso, deve ser bem realizada para tornar a navegação mais segura e livre de colisões. Como os robôs móveis autónomos estão a ser empregados em cenários dinâmicos, onde ocorre uma simultaneidade de eventos, tornam-se ainda mais difícil a detecção e a percepção adequada do ambiente. Este trabalho propõe a integração de uma rede de sensores sem fios com o Sistema Operacional Robótico – ROS – para incorporar informações avançadas do ambiente em mapas de custos por camadas utilizados pelo robô para navegar. A arquitectura do sistema foi implementada, avaliada em ambiente simulado, testada e validada, e os resultados obtidos mostraram o ganho efetivo no cômputo dos percursos e na redução da carga computacional dos subsistemas associados. Com resultados positivos em ambiente simulado, o sistema foi implantado numa plataforma robótica e avaliado num cenário real, mediante experimentos. Os resultados obtidos nos experimentos comprovam o ganho no processo de navegação da plataforma devido a melhor percepção do ambiente nos cenários testados.
A perceção do ambiente é uma tarefa crucial que os robôs têm de realizar para navegar de forma autónoma. Além disso, deve ser bem realizada para tornar a navegação mais segura e livre de colisões. Como os robôs móveis autónomos estão a ser empregados em cenários dinâmicos, onde ocorre uma simultaneidade de eventos, tornam-se ainda mais difícil a detecção e a percepção adequada do ambiente. Este trabalho propõe a integração de uma rede de sensores sem fios com o Sistema Operacional Robótico – ROS – para incorporar informações avançadas do ambiente em mapas de custos por camadas utilizados pelo robô para navegar. A arquitectura do sistema foi implementada, avaliada em ambiente simulado, testada e validada, e os resultados obtidos mostraram o ganho efetivo no cômputo dos percursos e na redução da carga computacional dos subsistemas associados. Com resultados positivos em ambiente simulado, o sistema foi implantado numa plataforma robótica e avaliado num cenário real, mediante experimentos. Os resultados obtidos nos experimentos comprovam o ganho no processo de navegação da plataforma devido a melhor percepção do ambiente nos cenários testados.
Description
Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Keywords
Autonomous mobile robot Wireless sensor network Robot operating system Gazebo simulator IoT TurtleBot3 Roomba C