Navegação em ambientes exteriores do robô da série Atlas 2000

Abstract

Este trabalho propõe a implementação de um sistema de planeamento de caminhos para o meio exterior, através de GPS, no robô de série Atlas 2000. O projeto engloba as alterações mecânicas e de software necessárias para atingir este objetivo. O robô de série Atlas 2000 pertence ao grupo de investigação e desenvolvimento Atlas, do Laboratório de Automação e Robótica (LAR) do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) da Universidade de Aveiro (UA), que se foca, entre outros, no estudo e desenvolvimento de sistemas de condução autónoma. Este robô participava anualmente no festival nacional de robótica, obtendo entre 2006 a 2011 boas classificações e prémios. O trabalho iniciará pela migração do software existente no robô para uma arquitetura modular, em CARMEN, seguido pelas modificações mecânicas do robô para a sua deslocação em terrenos exteriores. Após estas modificações será acoplado um recetor de GPS e concebido o hardware dedicado à sua alimentação e comunicação. Posteriormente será desenvolvido um algoritmo de planeamento de caminhos, com base no método de campos de potencial, em meios exteriores de modo autónoma e segura através de dados GPS. Será usado um sensor laser, existente no robô, para realizar a deteção de obstáculos. Por fim ainda será implementado um sistema de monitorização das baterias do veículo.

This thesis proposes the implementation of an outdoor path planning system, through GPS data, for the Atlas 2000 series robot. The project includes the mechanical and software changes necessary to achieve this goal. The Atlas 2000 series robot belongs to the research and development team Atlas, of the Automation and Robotics Laboratory of the Mechanical Engineering Department at Aveiro University. This group focuses, among others, on the study and development of autonomous driving systems. This robot participated annually at the national robotics festival, achieving good classifications and prizes between 2006 and 2011. The work begins by the migration of the existing software of the robot to a modular architecture, in Carmen, followed by the necessary mechanical alterations for the robot to move in an outdoor environment. After these modifications a GPS receptor will be installed and the dedicated hardware for its alimentation and communication will be produced. After all the hardware modifications, a path planning algorithm will be developed based on the potential field method using GPS data. The detection of obstacles will be insured by a laser sensor installed on the robot. Finally, a battery monitoring system will also be installed on the robot.