Modelagem e construção de robô móvel do tipo uniciclo para aplicação em rastreamento de alvo

Abstract

RESUMO: O desenvolvimento da robótica está intimamente ligado à necessidade de mecanização de atividades humanas, bem como o alcance de limites antes inexplorados. Desde o uso em linhas de produção industriais até aplicações residenciais ela é capaz de otimizar tempo e recursos se tornando, portanto, parte fundamental da sociedade moderna. A robótica móvel é um ramo que se dedica aos elementos dotados de capacidade de movimentos, abrangendo diversos meios e modos de locomoção. Pode ser aplicada em automóveis autônomos, veículos para transporte de cargas, ou mesmo aviões e submarinos. O presente projeto visa contemplar o processo construtivo de um robô do tipo uniciclo, desde sua concepção, passando pelo projeto e execução. São detalhados os aspectos importantes em cada etapa, de modo a transmitir ao leitor uma ideia de todos os conhecimentos interdisciplinares necessários para seu desenvolvimento. Ao fim a plataforma desenvolvida é utilizada em conjunto com um aparato de reconhecimento de imagem, de forma a identificar um alvo pré-determinado. O algoritmo criado utiliza filosofia de treinamento do tipo Haar Cascade, permitindo à central de processamento (Raspberry Pi) identificar o alvo e comandar o robô de maneira autônoma, de forma a seguir o alvo livremente em um ambiente sem obstáculos. Também são apresentados diversos testes que demonstram o grau de maturidade dos resultados obtidos, e a viabilidade do projeto desenvolvido.

ABSTRACT: The development of robotics is closely linked to the need for mechanization of human activities, as well as the reach of previously unexplored limits. From use in industrial production lines to residential applications, it is able to optimize time and resources, thus becoming a fundamental part of modern society. Mobile robotics is a branch that is dedicated to elements endowed with movement capacity, covering various means and modes of locomotion. It can be applied to autonomous cars, cargo transport vehicles, or even airplanes and submarines. The present project aims to contemplate the construction process of a unicycle robot, from its conception, including the design and execution. The important aspects at each stage are detailed, in order to convey to the reader an idea of all the interdisciplinary knowledge necessary for its development. In the end, the developed platform is used in conjunction with an image recognition apparatus, to identify a predetermined target. The created algorithm uses Haar Cascade training philosophy, allowing the processing center (Raspberry Pi) to identify the target and command the robot autonomously, in order to follow the target freely in an environment without obstacles. Several tests are also presented that demonstrate the degree of maturity of the results obtained, and the feasibility of the project developed.