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Laboratório de Robótica Móvel Heitor Luis Polidoro Supervisor: Dr. Denis Fernando Wolf Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs.

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1 Laboratório de Robótica Móvel Heitor Luis Polidoro Supervisor: Dr. Denis Fernando Wolf Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis

2 Robótica Móvel Problemas da robótica móvel –Navegação, Exploração etc. Projeto –Monitoramento de ambientes internos

3 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto Desvio de obstáculos –Campos Potenciais Busca do menor caminho –Dijkstra Controle do Robô –Player/Stage Definição da tragetória

4 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Campos Potenciais a)Meta b)Obstáculos c)Combinação

5 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Campos Potenciais Problema de mínimos locais

6 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Campos Potenciais Implementação –9 ângulos (0º, 30º, 60º, 75º, 90º, 105º, 120º, 150º e 180º)‏ –Distância máxima: 1 m –Distância mínima: 0.6 m (somente nos ângulos 60º, 75º, 90º, 105º ou 120º)‏ –Velocidades: 0.25 m/s e 0.375 m/s Rotação: 0.5 rad/s e 0.1 rad/s

7 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto - Dijkstra Menor caminho da origem até todos os vértices. Monto o caminho ao vértice desejado

8 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Controle do Robô Player –O robô é um servidor; –Clientes em: C, C++, Java e Phyton; –Sockets TCP. Stage –Simulador.

9 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Controle do Robô Stage –Simulação com 6 robôs, 2 objetos, laser, sonar e blobfinder

10 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Definição da Trajetória Definição das áreas e suas prioridades: 78 57 16 85 104 13 42 41 PrioridadeSala

11 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Definição da Trajetória Qual sala visitar? –Grau de urgência de visita. Qual caminho seguir? –Nós intermediários.

12 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação Após 1 hora de execução: 7 5 1 8 10 1 4 4 Prioridade 108 67 16 5 124 13 62 61 VisitasSala

13 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação Algoritmos –1: Vai diretamente para a sala de maior grau de urgência; –2: Vai para a sala de maior grau de urgência visitando salas adjacentes aos nós da tragetória; –3: Calcula um fator para cada sala. Fator = Grau de urgência / custo. Vai para a sala de maior Fator

14 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto - Mapas Mapa 1 – Realismo Mapa 2 – Alta conectividade

15 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação (Mapa 1)‏ Algoritmo 1 Algoritmo 2 Algoritmo 3

16 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação (Mapa 2)‏ Algoritmo 1 Algoritmo 2 Algoritmo 3

17 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação (Mapa 1)‏ 4217692694929Prioridade 13121110987654321Sala 22740021123601845836245Pontos 1003240352415Visitas Total 4217692694929Prioridade 13121110987654321Sala 38540021902706636490245Pontos 1003153011411015Visitas Total 4217692694929Prioridade 13121110987654321Sala 2881621353045224458368 Pontos 4115551452444Visitas Total Algoritmo 1 Algoritmo 2 Algoritmo 3

18 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação (Mapa 2)‏ 3212111212Prioridade 10987654321Sala 9027123 333 3 Pontos 9636333636Visitas Total 3212111212Prioridade 10987654321Sala 12439121112777 5 Pontos 136116777656Visitas Total 3212111212Prioridade 10987654321Sala 1223914516445 514Pontos 13758445857Visitas Total Algoritmo 1 Algoritmo 2 Algoritmo 3

19 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação (Mapa 1)‏

20 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projeto – Simulação (Mapa 2)‏

21 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Comparações 4217692694929Prioridade 13121110987654321Sala 38540021902706636490245Pontos 1003153011411015Visitas Total 124 385 Algoritmo 2 122 288 Algoritmo 3 90Mapa 2 227Mapa 1 Algoritmo 1 4217692694929Prioridade 13121110987654321Sala 2881621353045224458368 Pontos 4115551452444Visitas Total -Visitou com maior freqüência salas de maior prioridade -Algumas salas não foram visitadas (questão de tempo)‏ -Salas no caminho são visitadas com muita freqüência independente da sua prioridade (Ex. Salas 6 e 9)‏ -Visitou todas as salas pelos menos uma vez -Visitou com freqüência semelhante salas com prioridades opostas (Ex.: salas 1 e 2)‏

22 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Comparações Mapa 1 Mapa 2 -Claramente um desempenho melhor do algoritmo 3 -Desempenho equivalente entre os algoritmos 2 e 3. -Uma mudança brusca no final do gráfico

23 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Conclusão Dificuldades –Informar coisas óbvias para o robô. –Descoberta tardia do algoritmo VFH (já desenvolvido)‏ O desempenho dos algoritmos depende da necessidade da aplicação.

24 Navegação e Monitoramento de Ambientes Internos Utilizando Robôs Móveis Projetos futuros Monitoramento utilizando uma equipe de robôs


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