Desenvolvimento de um sensor de docagem com aplicação em robôs holonómicos

Abstract

Cada vez mais, a área da robótica se tem dedicado ao desenvolvimento de robôs móveis destinados a prestar serviços a humanos. Desta forma, são muitas as situações em que um robô móvel necessita de realizar uma acoplagem mecânica, fazendo-o através de um processo de docagem. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sensor de docagem de baixo custo e complexidade com aplicação em robôs holonómicos, uma vez que a maior parte das soluções encontradas não cumpriam esses parâmetros. Assim, a implementação final do sistema é composta por três LEDs de infravermelhos instalados na estação.de docagem, e por uma câmara Pixart associada a um computador de placa única Arduino, colocados no robô. O robô consegue calcular a sua posição relativamente à estação de docagem com precisão de aproximadamente 1 centímetro a 1 metro de distância através da imagem observada. Com base nessa informação, toma decisões quanto ao seu movimento. O algoritmo de movimento foi desenvolvido com a robustez em mente, para que o computador central do robô tenha o mínimo de intervenção no processo. Infelizmente, não foi possível testar eficazmente o algoritmo de docagem, uma vez que todas as formas para o fazer apresentaram grandes obstáculos à sua implementação. No entanto, a minha expetativa e da equipa com quem trabalhei é de que, resolvidos os problemas com os simuladores e/ou com a plataforma robótica, seja possível testar do ponto de vista prático o algoritmo desenvolvido e confirmar o seu potencial.

Increasingly, the area of robotics has been dedicated to the development of mobile robots designed to serve humans. Thus, there are many situations where a mobile robot needs to perform a mechanical coupling, doing so through a docking process. The objective of this work is to develop a low-cost and low complexity docking sensor with application in holonomic robots, since most of the solutions found to this problem did not meet these qualities. Thus, the final implementation of the system is composed of three infrared LEDs installed in the docking station, and a Pixart camera associated with an Arduino single board computer, placed on the robot. The robot can calculate its position relative to the docking station with an accuracy of approximately 1 cm at 1 meter distance, from the observed image. Based on this information, it makes decisions about its movement. The motion algorithm was developed with robustness in mind, so that the robot’s central computer has minimal intervention in the process. Unfortunately it was not possible to effectively test the docking algorithm, since all the ways to do this presented great implementation hurdles. However, my spectation, which is shared with the team I worked with, is that once the problems with the simulators and/or robot platform have been solved, it will be possible to test the algorithm from a practical point of view, and therefore assess its potential.