CT-300 – Seminário de Tese 1/25
UUmm F Frameworkramework P Padrãoadrão para para SSimulimulação de Mação de Modelosodelos
dede R Robôsobôs M Móveisóveis
Juliano A. Pereira
Prof. Carlos H. C. Ribeiro
Instituto Tecnológico da Aeronáutica
Robótica Móvel
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Sumário
MotivaçãoMotivação
ObjetivosObjetivos
Descrição do SistemaDescrição do Sistema
Diagramas de classesDiagramas de classes
ConclusõesConclusões
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Atualmente não existem simuladores completos de robôs
móveis com capacidade de trabalhar adequadamente
com conjuntos limitados de robôs de características
diversas, manufaturados por fabricantes diferentes.
Nem simuladores com capacidade de ilustrar o
funcionamento de modelos dinâmicos de robôs móveis.
Motivação
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Sumário
MotivaçãoMotivação
ObjetivosObjetivos
Descrição do SistemaDescrição do Sistema
Diagramas de classesDiagramas de classes
ConclusõesConclusões
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Objetivos
O framework é um conjunto de classes de um sistema para
Robótica Móvel com o objetivo de simular e comunicar
com quaisquer robôs de características especificadas
pelo usuário, de modo a eliminar a preocupação com
procedimento de simulação e comunicação com robôs
reais, permitindo a concentração de esforços apenas
nos algoritmos e experimentos que se pretende
desenvolver.
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Sumário
MotivaçãoMotivação
ObjetivosObjetivos
Descrição do SistemaDescrição do Sistema
Diagramas de classesDiagramas de classes
ConclusõesConclusões
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Descrição do Sistema (1)
O software será desenvolvido em Java e
deverá rodar em sistemas operacionais Linux
e Windows. Por convenção, a partir deste
ponto o “framework” será tratado por seu
nome de desenvolvimento: Simobots.
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Descrição do Sistema (2)
Diagrama
de caso de
uso de
primeiro
nível
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Descrição do Sistema (3)
O framework pode ser dividido nos seguintes módulos:
MMódulo ódulo servidor servidor
• Pode ser dividido em um submódulo simulador,
onde todos os experimentos do desenvolvedor serão
processados.
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Descrição do Sistema (4)
Diagrama de caso de uso do módulo servidor
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Descrição do Sistema (5)
• Submódulo de Comunicação com Robô
Real, conjunto de classes que gerencia rotinas de
controle e comunicação com robôs reais. Essas classes
apenas interpretam os comandos enviandos de um
cliente e retransmitem-o a um robô real.
• Submódulo Supervisor, controla a interação
de vários robôs dentro de um ambiente simuladoSeu
uso permite que o desenvolvedor acrescente classes ao
framework com capacidade de interceptar leituras dos
sensores de todos os comandos de movimento
enviados a esses robôs.
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Descrição do Sistema (6)
MMódulo ódulo clientecliente
Enviará comandos ao servidor Simobots ou a um robô
real podem ser desde ordens simples de
movimentação até comportamentos mais complexos.
Simobots será capaz de simular robôs com várias
configurações diferentes.
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Descrição do Sistema (7)
Diagrama
de caso
de uso do
módulo
cliente
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Descrição do Sistema (8)
• Submódulo de controle cinemático, conjunto
de classes e interfaces que controlam características
cinemáticas de um robô, tais características são:
aceleração linear, velocidade de rotação, velocidade
linear, etc. Esse módulo também controla e envia
comandos a robôs reais.
• Submódulo de controle dinâmico, nesse
conjunto de classes, o controle de movimento do robô
passa a ser efetuado através de comandos de controle
diretos aos atuadores do robô, como por exemplo,
aplicação de torque em um atuador específico.
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Descrição do Sistema (9)
• Submódulo de controle de
comportamentos, controlam as ações
reativas que um robô pode executar, como por
exemplo desviar de obstáculos, ou ir a uma
coordenada específica.
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Descrição do Sistema (10)
MMódulo ódulo AcessórioAcessório
Esse pacote é composto por módulos independentes que
funcionam como ferramentas de auxílio ao
desenvolvedor.
MMódulo ódulo de Comunicaçãode Comunicação
Esse módulo é responsável por receber os comandos de
uma interface cliente e enviar esses comandos ao
simulador ou ao módulo de comunicação com os robôs
reais.
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Sumário
MotivaçãoMotivação
ObjetivosObjetivos
Descrição do SistemaDescrição do Sistema
Diagramas de classesDiagramas de classes
ConclusõesConclusões
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Diagramas de classes (1)
Diagrama de classes
dos ambientes
definidos
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Diagramas de classes (2)
Continuação do diagrama
de classes do ambiente
simulado
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Diagramas de classes (3)
Diagrama parcial do
módulo cliente de
controle cinemático
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Diagramas de classes (4)
Diagrama parcial do módulo servidor
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Diagramas de classes (5)
Diagrama das classes de
distribuições probabilísticas
do módulo acessório
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Diagramas de classes (6)
Diagrama das classes de
lógica Fuzzy probabilísticas
do módulo acessório
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Sumário
MotivaçãoMotivação
ObjetivosObjetivos
Descrição do SistemaDescrição do Sistema
Diagramas de classesDiagramas de classes
ConclusõesConclusões
CT-300 – Seminário de Tese 25/25
Conclusões
Com base nas pesquisas efetuadas, as o desenvolvimento
de um framework com as características apresentadas
posibilitará a criação de um pacote simulador completo
e profissional que não esteja limitado a um único
modelo de robô móvel e nem a um tipo de sistema
operacional, e que possa ser facilmente melhorado,
modificado e reutilizado por qualquer desenvolvedor
que trabalhe com Robótica Móvel.
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