Prototipagem de algoritmos para controle de cadeiras de rodas motorizadas utilizando arquitetura multiagente, simulador GAZEBO e MATLAB

dc.contributor.advisorCaporali, Alexandre Simião
dc.contributor.authorLaranjeira, Luciano Ricardo Corrêa
dc.date.accessioned2017-10-02T17:42:09Z
dc.date.available2017-10-02T17:42:09Z
dc.date.issued08/04/2016
dc.description.abstractHá uma tendência mundial no envelhecimento da população e a crescente demanda por cadeiras de rodas. O uso de cadeiras motorizadas requer uma série de cuidados (treinamento e indicação médica) para evitar acidentes. A complexidade envolvida em sua operação restringe sua ampla utilização por pessoas com alguma limitação de locomoção. Mesmo aqueles que possuem indicação de uso, passam por um período de treinamento e adaptação. Sistemas de controle que auxiliam ou automatizam a dirigibilidade de cadeiras de roda foram amplamente estudados neste trabalho. Eles abordam problemas variados como, por exemplo, colisão, tração, interpretação de linguagem natural e interação com o navegador (Joystick), utilizando-se de diferentes técnicas de controle como lógica Fuzzy, computação visual, análise de atividade cerebral (Brain Computer Interface), movimento da língua e vários tipos de sensores e estratégias. Entretanto muitos trabalhos são independentes e de difícil reprodução (necessita de hardware específico ou faltam informações). O surgimento de plataformas de desenvolvimento que promovem a reutilização de código, como o ROS, criou um ambiente favorável à troca de conhecimento entre pesquisadores e agilidade no desenvolvimento de controles complexos. Outra vantagem é a possibilidade de testar a solução em ambientes simulados. Este trabalho propõe o uso do ROS, simulador 3D GAZEBO e MATLAB para prototipagem rápida de algoritmos para controle de cadeira de rodas motorizadas com objetivo de explorar características que favoreçam o surgimento de equipamentos a preços mais acessíveis em países em desenvolvimento. Os resultados obtidos mostram que essa técnica é viável. Para se chegar a essa conclusão, testes foram realizados com uma cadeira de rodas virtual. Antes disso, porém, abordou-se o processo de instalação das ferramentas, a criação da cadeira de rodas motorizada virtual e o desenvolvimento de um algoritmo anticolisão utilizando MATLAB Simulink. Integrado a um sistema de controle proporcional, o algoritmo anticolisão processa dados de sensores sonar e, então, atua sobre os motores do veículo para impedir colisões.pt_BR
dc.description.abstract2There is a worldwide population aging trend and, thus, an increasing demand for powered wheelchairs. However, powered wheelchairs driving is not trivial and demands reasonable care (training and medical advice) to prevent accidents. The driving task is not so simple, thus this limits its usage. Even patients that have medical approval to make use of this tool may go through a training and evaluation period. Auxiliary driving control systems have been widely studied. The most common problems solved are collision avoidance, natural language translation, Joystick interaction and motion control. They use different approaches to solve the problems like Computer Vision, Fuzzy, Brain Computer Interface, Tongue Movement and many other different sensors and methods. However studies on this area are usually standlone and difficult to reproduce (there is a lack of information or it demands specific hardware). A new scenario has been created with popularization of systems, like ROS, that promotes code reuse. Among other things, it speeds up complex robotic software development and allows knowledge exchange between researchers and developers. Its use in conjuction with realistic 3D simulators is another great advantage. This work proposes the use of ROS, 3D GAZEBO simulator and MATLAB for rapid motorized wheelchair algorithms prototyping and, then, explore those tools characteristics which may allow creating low cost equipments at developing countries. The result shows that this proposal is feasible and, to demonstrate that, it has being performed several tests with a virtual wheelchair. Before the tests, however, this work went through the tools and development environment setup process, the virtual motorized wheelchair creation and a collision avoidance system development with MATLAB Simulink. Integrated to a proportional controller, the collision-avoidance algorithm processes sonar sensor data and, then, commands the motors to prevent collision.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.bibliographicCitationLaranjeira, Luciano Ricardo Corrêa. Prototipagem de algoritmos para controle de cadeiras de rodas motorizadas utilizando arquitetura multiagente, simulador GAZEBO e MATLAB . Orientador: Prof. Dr. Alexandre Simião Caporali. Coorientador: Prof. Dr. Paulo Marcos de Aguiar. 2016. 77 f.: il. Dissertação (Mestrado Profissional em Automação e Controle de Processos) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, IFSP, 2016. Versão eletrônica.
dc.identifier.urihttp://repo.ifsp.edu.br/123456789/37
dc.identifier2.lattes6148960974528607
dc.publisherIFSP
dc.publisher.campiSÃO PAULO
dc.publisher.programMestrado Profissional em Automação e Controle de Processos
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subject.keywordscadeira de rodas inteligente
dc.subject.keywordsalgoritmos de controle
dc.subject.keywordsarquitetura multiagente
dc.subject.keywordsROS
dc.subject.keywordsGAZEBO
dc.subject.keywordsMATLAB Simulink
dc.subject.keywordssimulação
dc.titlePrototipagem de algoritmos para controle de cadeiras de rodas motorizadas utilizando arquitetura multiagente, simulador GAZEBO e MATLABpt_BR
dc.title.alternativePrototyping algorithms for controlling motorized wheelchairs using multiagent architecture, GAZEBO simulator and MATLAB
dc.typeTeses e Dissertações
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