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

CT-300 – Seminário de Tese 4/25

Sumário

MotivaçãoMotivação

ObjetivosObjetivos

Descrição do SistemaDescrição do Sistema

Diagramas de classesDiagramas de classes

ConclusõesConclusões

CT-300 – Seminário de Tese 5/25

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.

CT-300 – Seminário de Tese 6/25

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.

CT-300 – Seminário de Tese 10/25

Descrição do Sistema (4)

Diagrama de caso de uso do módulo servidor

CT-300 – Seminário de Tese 11/25

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.

CT-300 – Seminário de Tese 13/25

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.

CT-300 – Seminário de Tese 15/25

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.

CT-300 – Seminário de Tese 16/25

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.

CT-300 – Seminário de Tese 17/25

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

CT-300 – Seminário de Tese 19/25

Diagramas de classes (2)

Continuação do diagrama

de classes do ambiente

simulado

CT-300 – Seminário de Tese 20/25

Diagramas de classes (3)

Diagrama parcial do

módulo cliente de

controle cinemático

CT-300 – Seminário de Tese 21/25

Diagramas de classes (4)

Diagrama parcial do módulo servidor

CT-300 – Seminário de Tese 22/25

Diagramas de classes (5)

Diagrama das classes de

distribuições probabilísticas

do módulo acessório

CT-300 – Seminário de Tese 23/25

Diagramas de classes (6)

Diagrama das classes de

lógica Fuzzy probabilísticas

do módulo acessório

CT-300 – Seminário de Tese 24/25

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.