Controlador difuso para seguimento de uma linha por um robot

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 16 (3999 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 9 de junho de 2011
Ler documento completo
Amostra do texto
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

[pic]

CONTROLADOR DIFUSO PARA SEGUIMENTO DE UMA LINHA POR UM ROBOT

António Almeida

João Ferreira

Teresa Bianchi

Relatório do trabalho prático realizado na disciplina de Sistemas Baseados em Inteligência Computacional do Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores.

Maio de 2009

Índice

1. Introdução 31.1. Âmbito 3
1.2. Objectivos 3

2. Características do Robot 4

3. Sistema de Controlo Fuzzy de Fuzzies 4

3.1. Princípio de Funcionamento 4
3.2. Modo de Implementação 5
3.3. Conhecimento Difuso 6
3.4. Processamento da Imagem - Curvatura, Erro de Distância e Erro de Ângulo 10
3.5. Processo de Interpolação 11

4. Testes 12

4.1. Percurso de Teste 12
4.2.Parâmetros de Validação 12
4.3. Resultados 12

5. Conclusão 14

6. Referências 14

7. Anexo A – Processamento de Imagem Detalhado 15

Introdução

1 Âmbito

A Prova de Condução Autónoma pertencente ao Festival Nacional de Robótica é um campeonato que decorre anualmente e que visa promover o desenvolvimento de técnicas e métodos que possam ser utilizados no desenvolvimento de veículosautónomos. A edição a decorrer em 2010 irá contar com a presença de uma equipa da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, da qual fazem parte alguns elementos presentemente a realizar este relatório.
Com vista a aplicar o conhecimento obtido em cada disciplina no desenvolvimento do robot “Conde” para a competição, foi proposto como trabalho prático para a disciplina de Sistemas Baseadosem Inteligência Computacional a criação de um sistema difuso para seguimento de uma linha. De facto, antes do arranque da disciplina, o controlo baseado em lógica difusa nunca tinha sido considerado, estando a equipa apenas a recorrer a controladores PID para o trabalho desenvolvido até então.

2 Objectivos

Pretende-se então com este trabalho colocar o robot a seguir uma linha contínua comcurvatura variável através de visão. É de notar que o controlo dos motores foi desenvolvido paralelamente no âmbito de outra disciplina mas todo o processamento de imagem também foi objectivo deste trabalho.
Mais detalhadamente, os requisitos para o trabalho prático foram os seguintes:

• Detecção das linhas através de processamento de imagem;

• Seguimento da linha mais àdireita;

• Inicialização numa posição variável mas tal que seja possível detectar a linha;

• Funcionamento para qualquer velocidade até 1.6 m/s (80% da velocidade nominal para garantir estabilidade dos motores);

• Teste num percurso com diferentes curvaturas, recta de aceleração.

No que diz respeito ao presente relatório, é importante mencionar que dado olimite de palavras imposto, este apenas apresentará o modo de funcionamento, implementação e teste do sistema de controlo difuso implementado, não incluindo nenhuma descrição detalhada dos conceitos de lógica e controlo difuso.

Características do Robot

O robot montado para a competição é do tipo Locomoção Diferencial, dotado de 2 motores DC de 24V. Este tipo de Robots caracteriza-se por terduas rodas motorizadas independentes e uma terceira que tem como objectivo fornecer alguma estabilidade ao robot. Tem como principal vantagem o facto de permitir que o Robot consiga rodar sobre si mesmo, em torno do ponto C.

Para seguir a linha, foi usada uma câmara USB Logitech, que capta as frames e as coloca à disposição do software de controlo. A resolução das frames é 320x240 e sãocaptadas aproximadamente 25frames por segundo.

[pic]

Figura 1 - Locomoção Diferencial

Sistema de Controlo Fuzzy de Fuzzies

1 Princípio de Funcionamento

Devido à necessidade de um controlador adaptável às diferentes curvaturas da linha a seguir, foi criado um sistema de controlo Fuzzy de Fuzzies, com um princípio hierárquico. Este baseia-se na existência de 4 sistemas difusos,...
tracking img