Cooperação entre um Robô Aéreo e um Robô Terrestre para Identificação de Rotas Livres em Solo

Abstract

Esta Dissertação de Mestrado aborda o problema de cooperação entre um robô aéreo e um terrestre em ambientes externos utilizando técnicas de controle não linear e de processamento de imagens. A ideia é implementar um sistema que permita ao robô terrestre navegar por um mapa previamente conhecido, sendo capaz de desviar-se de obstáculos e de recalcular a sua rota quando o robô aéreo, ou ele mesmo, identificar uma obstrução no caminho. Para isso, os robôs devem ser capazes de determinar por qual caminho navegarão, de detectar obstáculos e de trocar informações. A detecção de obstáculos e a identificação das landmarks pelo robô terrestre são realizadas utilizando, respectivamente, um sensor laser de varredura e processamento de imagens, enquanto o robô aéreo realiza essas mesmas atividades usando apenas o processamento de imagens. A vantagem que se obtém através da cooperação com um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) é a otimização do tempo de navegação do robô terrestre ao se processar as imagens capturadas pelo robô aéreo. Esse processamento permitirá a detecção precoce de adversidades na rota do veículo terrestre e, também, das landmarks nesta mesma rota. Foram implementados controladores para navegação ponto a ponto e para desvio de obstáculos. Também se desenvolveu um método para realizar a correção da odometria do robô terrestre. Além disso, foi desenvolvido um simulador para o robô móvel e uma interface de comunicação entre os dois robôs. Por fim, foram realizados testes em ambientes externos a fim de verificar a eficácia do sistema desenvolvido. Através dos resultados alcançados pôde-se comprovar o funcionamento do sistema proposto. Os robôs foram capazes de navegar até o ponto destino e o robô terrestre foi capaz de desviar-se dos eventuais obstáculos, além de efetuar o recálculo do caminho quando uma obstrução foi encontrada na rota, tanto pelo robô aéreo quanto por ele próprio