Navegação de um robô móvel 4WD em ambientes internos utilizando fusão sensorial no ROS

Abstract

Nos últimos anos, a indústria 4.0 vem integrando diferentes áreas do conhecimento, como a robótica, inteligência artificial etc. Diversas soluções vêm se mostrando eficazes para diferentes problemas e aplicações. Dentro do âmbito da robótica, a linha de robôs móveis autônomos vem ocupando cada vez mais destaque em aplicações industriais e em outras áreas. Neste sentido, o robô móvel 4WD diferencial se destaca por possuir um bom desempenho na navegação em ambientes internos e externos, devido principalmente à presença da tração nas quatro rodas. Entretanto, este robô apresenta maior deslizamento em suas rodas, principalmente em momentos de rotação. Este tipo de comportamento dificulta a precisão de métodos clássicos de localização, como é o caso da odometria de encoders. Apesar desse desafio, este trabalho descreve a implementação bem-sucedida da navegação autônoma em um ambiente interno, utilizando um robô móvel 4WD diferencial. Foram aplicadas técnicas de odometria, modelagem e controle de velocidade, fusão sensorial, mapeamento e testes abrangentes. O robô foi equipado com uma variedade de sensores, incluindo uma unidade de medição inercial, encoders, LiDAR 2D, câmera estéreo, entre outros, para aprimorar sua percepção do ambiente. A integração do Robot Operating System (ROS) facilitou o uso de bibliotecas avançadas e simplificou a implementação de algoritmos complexos, aprimorando significativamente o desempenho do robô. Ao final deste trabalho, são apresentados testes práticos de navegação autônoma em um ambiente interno. O robô foi inserido para navegar entre diferentes salas e posicionado para desviar de obstáculos fixos, móveis e até mesmo de pessoas que se locomoviam pelo seu caminho.