Campus Vitória da Conquista Trabalhos de Conclusão de Cursos (TCCs)
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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Desenvolvimento de uma técnica de navegação autônoma para ambientes externos
metadata.dc.creator: Souza, Adriel Luiz Bastos
metadata.dc.contributor.advisor1: Diaz Amado, José Alberto
metadata.dc.contributor.referee1: Díaz Amado, José Alberto
metadata.dc.contributor.referee2: Lima Neto, Crescencio Rodrigues
metadata.dc.contributor.referee3: Santos, Marcelo Mendonça dos
metadata.dc.description.resumo: Segundo a (Robotics IndustryAssociation, EUA), a robótica móvel é a capacidade dos robôs se locomoverem de um local para outro transportando materiais e prestando serviços. Sendo este um dos ramos da robótica mais promissores , devido as perspectivas de um alto crescimento, com a inserção de aplicações nas mais diferentes áreas. Nesta direção, este trabalho teve por objetivo realizar uma nova abordagem, desenvolvendo um algoritmo para mapeamento de ambientes usando filtros de cores para detectar as áreas navegáveis ou não, criando caminhos, desenvolvendo à navegação autônoma focada na robótica móvel integrando técnicas de georreferenciamento, processamentos de imagens e navegação usando aprendizado por reforço sem a necessidade de mapeamento prévio do ambiente. Para isso foi desenvolvido um software que por meio da localização atual do robô pelas coordenadas de (Global Positioning System) GPS faz a captura das imagens de satélite da região que ele está inserido, aperfeiçoando as carateristicas da imagem capturada da região, identificando assim as suas principais características e detectando as regiões que podem ou não ser usadas para a navegação gerando no final do processo um mapa do ambiente, e determinando um caminho possível entre o ponto de partida e de destino por meio do algoritmo Rapidly Exploring Random Tree (RRT), determinando os pontos do mapa a serem percorridos. Esses pontos são enviados para o agente no qual temos o deslocamento para cada um desses pontos estabelecidos, funcionando de duas formas distindas. Na primeira quando não há obstáculo o robô segue a menor distância entre o ponto inicial e o final, no entanto se tiver um obstáculo é usado o algoritmo de aprendizado por reforço (Q-learning) . Foram feitos experimentos para avaliar de forma qualitativa e quantitativa a técnica e por meio dos resultados da simulação a técnica se mostrou de acordo com os objetivos previstos. Sendo o grande destaque desse trabalho a integração de algoritmos para não precisarmos mapear previamente o ambiente externo com as técnicas tradicionais como o Simultaneous Localization And Mapping (SLAM), que demandariam um tempo maior, pois é nescessário ir ao ambiente previamente e percorre-lo para posteriomente fazer a navegação. Com as técnicas desenvolvidas neste trabalho qualquer ambiente externo terrestre pode ser mapeado e usado para o desenvolvimento de várias aplicações voltadas para robótica móvel, servindo de base e direcionamento para outras implementações práticas em trabalhos futuros.
Resumo: According to (Robotics IndustryAssociation, USA), mobile robotics is the ability of robots to move from one location to another transporting materials and providing services. This is one of the most promising branches of robotics, due to the prospects for high growth, with the insertion of applications in the most different areas. In this direction, this work aimed to carry out a new approach, developing an algorithm for mapping environments using color filters to detect navigable or non-navigable areas, creating paths, developing autonomous navigation focused on mobile robotics, integrating georeferencing techniques, data processing images and navigation using reinforcement learning without the need for prior mapping of the environment. For this, software was developed that, through the current location of the robot using (Global Positioning System) GPS coordinates, captures satellite images of the region in which it is located, improving the characteristics of the image. captured of the region, thus identifying its main characteristics and detecting regions that may or may not be used for navigation, generating a map of the environment at the end of the process, and determining a possible path between the starting point and destination through the algorithm Rapidly Exploring Random Tree (RRT), determining the points on the map to be covered. These points are sent to the agent in which we have the displacement for each of these points established, working in two different ways. In the first case, when there is no obstacle, the robot follows the shortest distance between the starting point and the end, however, if there is an obstacle, the reinforcement learning algorithm (Q-learning) is used. Experiments were carried out to qualitatively and quantitatively evaluate the technique and, through the simulation results, the technique proved to be in line with the intended objectives. The main highlight of this work is the integration of algorithms so that we do not need to previously map the external environment with traditional techniques such as Simultaneous Localization And Mapping (SLAM), which would require more time, as it is necessary to go to the environment beforehand and scroll through it to later navigate. With the techniques developed in this work, any external terrestrial environment can be mapped and used for the development of various applications aimed at mobile robotics, serving as a basis and direction for practical implementations in future work.
Palavras-chave: Robótica
Robótica Móvel
Aprendizado por reforço
Processamento de imagens
navegação autônoma
metadata.dc.subject.cnpq: Engenharias
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Editor: Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia
metadata.dc.publisher.initials: IFBA
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Ensino Superior/Bacharelado
Citação: Souza, Adriel Luiz Bastos. Desenvolvimento de uma técnica de navegação autônoma para ambientes externos. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Elétrica) Campus Vitória da Conquista, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia, Vitória da Conquista, 2023
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ifba.edu.br/jspui/handle/123456789/581
Data do documento: 4-Dez-2023
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