DESENVOLVIMENTO DE PLATAFORMA NÃO-HOLONÔMICA PARA PESQUISA E EXPERIMENTOS COM SISTEMAS OPERACIONAIS EMBARCADOS PARTE 1: CONSTRUÇÃO DA PLATAFORMA
Aluno de Iniciação Científica: Cristian da Costa Rocha (PET)
Curso: Ciência da Computação - Bacharelado
Orientador: Eduardo Todt
Co-Orientador: Luis Allan Kunzle
Colaborador: Hugo Paulino Bonfim Takiuchi, Lucas Akihiko Osato Ikeda, Clara Daia Hilgenberg Darú
Departamento: Informática
Setor: Ciências Exatas
Palavras-chave: linux embarcado , sistemas de tempo real , localização de robôs móveis
Área de Conhecimento: 10303006 - METODOLOGIA E TÉCNICAS DA COMPUTAÇÃO
A Robótica, mesclando várias áreas do conhecimento, atualmente está presente em vários momentos do nosso cotidiano, apresentando um potencial de desenvolvimento extremamente grande e difícil de ter seus limites estimados. Por isso, é extremamente importante o desenvolvimento de plataformas para que a pesquisa nesta área possa ser viabilizada. Este projeto é a ramificação de outro maior, que visa a construção de um robô móvel para o PET, integrando o sensor Kinect – que vem sendo amplamente utilizado em vários tipos de projetos - e a plataforma de desenvolviemnto de hardware reconfigurável baseada em FPGA (Field Programmable Gate Array), sendo divido em três partes: Construção, Interface e Processamento de Imagens. A ideia principal é que o Kinect capture as imagens para que o FPGA possa processá-las, utilizando algoritmos implementados em hardware, e a partir disso enviando sinais de acionamento para os motores de corrente contínua (DC). O objetivo da primeira parte do projeto (“Construção”) é fazer um chassi para o robô usando, na maior parte, materiais reciclados, montar o circuito elétrico para acionamento dos motores, e fazer o controle de velocidade por modulação de largura de pulsos (Pulse Width Modulation) dos motores por intermédio de um componente FPGA. A preocupação de fazer um chassi com materiais reutilizados surge com a dificuldade de se criar novas peças estruturais e com o alto preço desses elementos no mercado, além do benefício de reaproveitamento de materiais descartados. O robô possui 3 rodas, sendo que duas delas são com orientação fixa – onde há a transmissão com os dois motores – e a terceira é somente uma roda livre, tipo castor, de apoio. O sensor Kinect foi acoplado em uma torre na parte traseira do robô, para que a visão possa ser maior. A bateria utilizada é uma bateria de motocicleta, com capacidade estimada para cerca de cinco horas de funcionamento do robô (7 Ah). Esta preferência se deu por conta do seu reduzido tamanho e peso, que auxilia no projeto do chassi, pois utiliza menos espaço e gasta menos energia pela economia de peso. O controle PWM dos motores foi feito por código VHDL e escrito no FPGA, e é usado para que se possa aumentar ou diminuir a velocidade de rotação e inverter o sentido de giros dos motores, quando necessário. O estado atual do projeto apresenta a plataforma operacional com capacidade de movimentação controlada dos motores.