Piloto automático: Sistema de navegação autónoma

Desde o início do crescente interesse na área de robótica que a navegação autónoma se apresenta como um problema de complexa resolução que, por isso, desperta vasto interesse no meio científico. Além disso, as capacidades da navegação autónoma aliadas à robótica permitem o desenvolvimento de variadas aplicações. O objectivo da navegação autónoma é conferir, a um dispositivo motor, capacidade de decisão relativa à locomoção. Para o efeito, utilizam-se sensores, como os sensores IMU, o receptor GPS e os encoders, para fornecer os dados essenciais à navegação. A dificuldade encontra-se no correcto processamento destes sinais uma vez que são susceptíveis a fontes de ruído. Este trabalho apresenta um sistema de navegação autónomo aplicado ao controlo de um robot. Para tal, desenvolveu-se uma aplicação que alberga todo o sistema de localização, navegação e controlo, acrescido de uma interface gráfica, que permite a visualização em mapa da movimentação autónoma do robot. Recorre-se ao Filtro de Kalman como método probabilístico de estimação de posição, em que os sinais dos vários sensores são conjugados e filtrados. Foram realizados vários testes de modo a avaliar a capacidade do robot atingir os pontos traçados e a sua autonomia no seguimento da trajectória pretendida.

Projeto de uma antena para controlo wireless de um robot

A comunicação e transmissão de informação sem fios tornou - se uma realidade cada vez mais utilizada pelas sociedades contemporâneas. A nível profissional, as forças armadas de cada país acharam conveniente modernizar os seus meios, por forma a aumentar a eficiência e a segurança em determinadas tarefas. Nesse sentido, o Exército português adquiriu um robot (ROVIM) cuja função é desempenhar ações de reconhecimento e vigilância de modo a obter informações de forma segura. O objetivo desta dissertação é dimensionar e construir uma antena para controlo wireless do robot (ROVIM). As especificações técnicas desta antena requerem dois modos de operação, um com uma largura de feixe larga e outro com uma largura de feixe estreita. Para alcançar esses objetivos dimensionou-se e construiu-se duas antenas. Na dissertação são construídas duas antenas, a primeira é uma antena Yagi – Uda convencional e a segunda é uma antena com uma estrutura nova que permite a regulação do ganho e da largura de feixe a -3 dB. A primeira antena será o modelo base da segunda antena, que apresenta a inovação do controlo das caraterísticas de radiação. Esse controlo é possível através da introdução de díodos e do respetivo circuito de polarização na estrutura da antena. Inicialmente, as antenas foram dimensionadas e simuladas recorrendo ao programa de simulação CST MWS, de modo a operarem na banda dos 2,4 GHz. Após a construção das antenas, as caraterísticas de radiação foram medidas recorrendo à câmara anecoica e ao network analyzer, permitindo assim a comparação dos resultados medidos com os simulados.

Control and navigation of a rover for agricultural purposes

L’obiettivo di questa tesi è di descrivere e implementare via software un modello di rover autonomo per uso in ambito agricolo. La scelta di questo argomento deriva dal fatto che al laboratorio CASY dell’Università di Bologna è stato commissionato un robot che possa aiutare piccoli imprenditori agricoli a essere competitivi con i più grandi. Le funzionalità che il robot avrà, una volta ultimato, andranno dal tagliare l’erba allo spruzzare fertilizzante sugli alberi da frutto. Questa tesi si interessa del progetto del sistema di navigazione. Inizialmente viene introdotto il modello cinematico e in particolare la configurazione differential drive in cui il rover rientra. Successivamente viene elaborato un sistema di controllo basato sulla linearizzazione statica del feedback. Una volta completati il modello e il sistema di controllo si procede con la generazione di traiettoria: vengono analizzati e confrontati alcuni algoritmi per l’inseguimento di una traiettoria definita tramite waypoint. Infine è presentato un algoritmo per la navigazione all’interno di un campo di filari di alberi da frutto. Le uniche informazioni esterne disponibili in questo contesto sono le rilevazioni di sensori di distanza frontali e laterali, in quanto un GPS sarebbe troppo impreciso per gli scopi. Questa tesi costituisce la base per ulteriori sviluppi del progetto. In particolare la realizzazione di un programma di supervisione che stabilisca la modalità di moto da attuare e programmi specifici per le varie funzionalità agricole del rover.

Sanford Rossen's design for a robot professor, December 1950

Drawing class. 1949

FROG (formulation of a robot organization that generalizes) : a hardwardware [sic] experiment in machine cognition /

Vita.

An architecture for robot hierarchical control system /

Mode of access: Internet.

Hans Kudlich : Denkschrift zur vierzigjährigen Feier der Robot-Aufhebung /

Mode of access: Internet.

In situ assessment of initial seafloor massive sulfide mining operation in Papua New Guinea using a cabled autonomous underwater vehicle system: a proposition

Senior thesis written for Oceanography 445

Thinking Local About Self-Driving Cars: a Local Framework for Autonomous Vehicle Development in the United States

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

A global vision system for a robot soccer team

This paper describes the real time global vision system for the robot soccer team the RoboRoos. It has a highly optimised pipeline that includes thresholding, segmenting, colour normalising, object recognition and perspective and lens correction. It has a fast ‘paint’ colour calibration system that can calibrate in any face of the YUV or HSI cube. It also autonomously selects both an appropriate camera gain and colour gains robot regions across the field to achieve colour uniformity. Camera geometry calibration is performed automatically from selection of keypoints on the field. The system acheives a position accuracy of better than 15mm over a 4m × 5.5m field, and orientation accuracy to within 1°. It processes 614 × 480 pixels at 60Hz on a 2.0GHz Pentium 4 microprocessor.

Modeling and exploiting behavior patterns in dynamic environments

This paper presents a new approach to improving the effectiveness of autonomous systems that deal with dynamic environments. The basis of the approach is to find repeating patterns of behavior in the dynamic elements of the system, and then to use predictions of the repeating elements to better plan goal directed behavior. It is a layered approach involving classifying, modeling, predicting and exploiting. Classifying involves using observations to place the moving elements into previously defined classes. Modeling involves recording features of the behavior on a coarse grained grid. Exploitation is achieved by integrating predictions from the model into the behavior selection module to improve the utility of the robot's actions. This is in contrast to typical approaches that use the model to select between different strategies or plays. Three methods of adaptation to the dynamic features of the environment are explored. The effectiveness of each method is determined using statistical tests over a number of repeated experiments. The work is presented in the context of predicting opponent behavior in the highly dynamic and multi-agent robot soccer domain (RoboCup)

Multi-robot control in highly dynamic, competitive environments

The control and coordination of multiple mobile robots is a challenging task; particularly in environments with multiple, rapidly moving obstacles and agents. This paper describes a robust approach to multi-robot control, where robustness is gained from competency at every layer of robot control. The layers are: (i) a central coordination system (MAPS), (ii) an action system (AES), (iii) a navigation module, and (iv) a low level dynamic motion control system. The multi-robot coordination system assigns each robot a role and a sub-goal. Each robot’s action execution system then assumes the assigned role and attempts to achieve the specified sub-goal. The robot’s navigation system directs the robot to specific goal locations while ensuring that the robot avoids any obstacles. The motion system maps the heading and speed information from the navigation system to force-constrained motion. This multi-robot system has been extensively tested and applied in the robot soccer domain using both centralized and distributed coordination.

Biologically inspired joint control for a humanoid robot

The GuRm is a 1.2m tall, 23 degree of freedom humanoid consuucted at the University of Queensland for research into humanoid robotics. The key challenge being addressed by the GuRw projcct is the development of appropriate learning strategies for control and coodinadon of the robot’s many joints. The development of learning strategies is Seen as a way to sidestep the inherent intricacy of modeling a multi-DOP biped robot. This paper outlines the approach taken to generate an appmpria*e control scheme for the joinis of the GuRoo. The paper demonsrrates the determination of local feedback control parameters using a genetic algorithm. The feedback loop is then augmented by a predictive modulator that learns a form of feed-fonward control to overcome the irregular loads experienced at each joint during the gait cycle. The predictive modulator is based on thc CMAC architecture. Results from tats on the GuRoo platform show that both systems provide improvements in stability and tracking of joint control.