Reconfiguração do robô ATLAS para implementação de unidade anti-colisão

Abstract

O robô ATLAS em causa corresponde ao modelo adoptado em 2005 para a condução autónoma pelo Laboratório de Automação e Robótica (LAR) do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) da Universidade de Aveiro (UA). Algumas das soluções originais apresentam limitações a nível de hardware e software. O objectivo deste trabalho é desenvolver um sistema de anti-colisão de baixo nível e um sistema de auxílio à navegação de alto nível. Para facilitar a implementação de novo hardware que permitisse a ligação de sensores de distância, foi efectuada uma reconfiguração a nível da electrónica. Estes novos sensores foram utilizados no desenvolvimento de ambos os sistemas de segurança. O sistema de anti-colisão de baixo nível evita que o robô colida com obstáculos, intervindo directamente no controlo do motor de tracção e indirectamente no travão. O sistema de auxílio à navegação de alto nível auxilia o utilizador quando o robô estiver em modo de controlo manual e intervém na direcção, prevendo e evitando colisões. O desenvolvimento do novo hardware foi concluído e validado, permitindo a implementação dos sistemas de segurança. Tendo em conta os testes efectuados, pode-se concluir que o sistema de anti-colisão de baixo nível possui um desempenho muito bom e cumpre os requisitos especificados. No auxílio à condução, conclui-se que o sistema funciona e permite desviar o robô, evitando obstáculos e possíveis colisões. Observou-se também que estes sistemas, quando activos em simultâneo, se complementam. Primeiro actua o sistema de auxílio à navegação que tenta evitar os obstáculos desviando-se, e quando isto não é possível, actua o sistema de anti-colisão que evita o choque com o obstáculo forçando a paragem do robô.

The ATLAS robot in question is the adopted model in 2005 for autonomous driving by the Laboratory of Automation and Robotics in the Department of Mechanical Engineering at Aveiro University. Some of the original solutions have limitations both in hardware and software. The main goal of this work is to develop a low level anti-collision system and a high level assisted navigation system. To aid the implementation of new hardware to connect distance sensors a reconfiguration of the electronic components of the robot was made. The new distance sensors were used in the development of the security systems. The low level anti-collision system interacts directly with the traction motor control and indirectly with the brakes in order to prevent the robot from colliding with obstacles. The high level assisted navigation system assists the user when the robot is in manual control, interfering with the direction, anticipating and avoiding collisions. The new hardware was completed and validated, allowing the development of the security systems. Taking into account the results of the tests conducted, we can conclude that the behaviour of the low level anti-collision system is very good and it matches the requirements imposed. About the assisted navigation system, we can conclude that it works and allows the robot to avoid obstacles and possible collisions. We can also observe that this two systems, when both active, complement each other. First the assisted navigation system tries to avoid the obstacle by changing the direction of the robot and if this is not possible, then, the anti-collision system will avoid the crash forcing the robot to stop.