[pt] MULTI-OBJETIVO DE TORQUE PARA NAVEGAÇÃO DE ROBÔS SKID-STEER EM TERRENOS DESAFIADORES

[en] MULTIOBJECTIVE TORQUE OPTIMIZATION FOR SKID-STEER ROBOT NAVIGATION IN CHALLENGING TERRAIN

[pt] DIEGO GABRIEL GOMES ROSA

[pt] ANALISE DE ESTABILIDADE

[pt] CONTROLE DE TORQUE

[pt] TERRENO DESAFIADOR

[pt] ROBO MOVEL COM RODAS

[pt] OTIMIZACAO MULTIOBJETIVO

[en] STABILITY ANALYSIS

[en] TORQUE CONTROL

[en] CHALLENGING TERRAIN

[en] WHEELED MOBILE ROBOT

[en] MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION

[pt] Este trabalho apresenta uma estratégia de distribuição de torque para a locomoção de robôs móveis em terrenos desafiadores. O principal objetivo é promover a conversão eficaz de torque em movimento. Utilizando uma abordagem adaptativa de otimização multiobjetivo, equações correlacionando torques nas rodas com trajetórias estáveis dentro do espaço de trabalho do robô são obtidas por meio de algoritmos genéticos baseados em modelo. O controle reativo de torque, com base em feedback de sensor de medição inercial e sensor de corrente, permite o controle automático da distribuição de torque com base na orientação do chassi. Esta metodologia acomoda diversas funções objetivo individuais, permitindo que o robô navegue em obstáculos como degraus e inclinações com comportamentos adaptáveis. A validação experimental utilizando diversas plataformas e configurações de robôs móveis demonstra a eficácia da abordagem em diversos terrenos, superando técnicas convencionais em termos de robustez e eficácia. Uma heurística é empregada para permitir o controle reativo em tempo real, correlacionando o estado do robô com a distribuição de torque. Esta metodologia permite a aplicação de robôs móveis com rodas em condições menos exploradas, facilitando a navegação em terrenos desafiadores, como subir rampas íngremes e transpor pequenos degraus. Ao integrar metodologias de otimização, a pesquisa contribui para o avanço da mobilidade de robôs móveis, oferecendo perspectivas promissoras para aplicações em diversas indústrias.

[en] This thesis proposes a torque distribution strategy for skid-steering drive mobile robot locomotion in challenging terrains. The main objective is to promote effective torque conversion into motion. Employing an adaptive multi-objective optimization approach, the methodology derives equations correlating wheel torques to stable trajectories within the robot s workspace through a model-based genetic algorithm. Reactive torque control, facilitated by inertial sensors and torque feedback, enables automatic torque distribution control based on chassis orientation. This approach accommodates various individual objective functions, enabling adaptable behaviors for navigating beyond various obstacles. Experimental validation across diverse mobile robot platforms and configurations underscores the approach s efficacy, surpassing conventional techniques in terms of robustness and effectiveness. Real-time control implementation using a heuristic, correlating the robot s state with torque distribution, further enhances the maneuverability of skid-steer configurations in less-explored conditions, facilitating navigation through challenging terrains such as climbing steep slopes and negotiating small steps. By integrating optimization methodologies, the research contributes to advancing wheeled robot mobility, offering promising prospects for applications across industries.

LUIZ FERNANDO CAMPOS RAMOS MARTHA

MARCO ANTONIO MEGGIOLARO

LUIZ FERNANDO CAMPOS RAMOS MARTHA

MAURO SPERANZA NETO

MARCO ANTONIO MEGGIOLARO

ARMANDO MORADO FERREIRA

RICARDO TEIXEIRA DA COSTA NETO

JOAO CARLOS VIRGOLINO SOARES

2025-01-07

2024-06-12

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69005@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69005@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69005