CONTROLE DE TRAÇÃO E DIREÇÃO DE UM VEÍCULO AUTÔNOMO NÃO TRIPULADO. Carla Real Amorim Cardoso Prof. Antônio Carlos Tavares - Orientador

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1 CONTROLE DE TRAÇÃO E DIREÇÃO DE UM VEÍCULO AUTÔNOMO NÃO TRIPULADO Carla Real Amorim Cardoso Prof. Antônio Carlos Tavares - Orientador

2 Roteiro 1. Introdução 2. Objetivos do trabalho 3. Fundamentação teórica 4. Desenvolvimento do trabalho 5. Resultados 6. Conclusões 7. Extensões

3 Introdução Tecnologia dos microprocessadores Segurança, conforto e praticidade Segway meio de transporte pessoal Controle de um veículo elétrico

4 Objetivos do trabalho Disponibilizar a estrutura de adaptação do veículo; Desenvolver um software responsável pela tração e direção do veículo; Calibrar o movimento esperado com o realizado; Efetuar o controle em tempo real; Disponibilizar uma lista documentada com os comandos automatizados para o veículo.

5 Fundamentação teórica

6 Sistemas embarcados Propósitos específicos Parte de uma máquina ou sistema Informações internas e externas Exemplo em veículos freios ABS

7 Automação e controle Sistema: relação entre entradas e saídas Controle da variável de saída Malha fechada e realimentação Controlador Leis de controle (P, I, D)

8 Delcom Driver USB Microcontrolador pré-programado Manual de instruções e biblioteca.dll Utilização da API JNA

9 Sensores Elemento de medida Muda de estado Chave óptica Encoder

10 PWM Motores elétricos de corrente contínua Velocidade proporcional a tensão Circuito digital: 0 e 1 Modulação por largura de pulso

11 Trabalhos correlatos Auto estacionamento - Toyota Prius Módulo inteligente - Heinen Line tracking - Estevam

12 Desenvolvimento do trabalho

13 Requisitos principais Controle da direção em malha fechada (RF) Controle da velocidade em malha fechada (RF) Monitorar a distância percorrida (RF) Monitorar a velocidade em tempo real (RF) Ser implementado em Java utilizando o ambiente Eclipse (RNF)

14 Especificação Comandos para o movimento do veículo Veiculo elétrico infantil Dispositivos USB

15 Adaptação do veículo

16 Diagrama de classes class Classes Dispositivo Controle UsbIO - nom e: String - husb: Pointer - num Serial: int - versaofirm ware: byte - datafirm ware: String - m ajorcm d: byte - m inorcm d: byte - datalsb: byte - datam SB: byte - lenght: short - extdata: byte[] + close() : void + setpwm () : void + setpwm m otor1() : void + setpwm m otor2() : void + ligam otor1() : void + ligam otor2() : void + desligam otor1() : void + desligam otor2() : void + direitam otor1() : void + direitam otor2() : void + esquerdam otor1() : void + esquerdam otor2() : void + selecionasensor() : void + lesensor() : void + zerardispositivo() : void dispt racao: Dispositivo - dispdirecao: Dispositivo - roda: double - furosencoder: int - tem poamostragem : int - distanciapercorrida: double - parar: boolean - velocidadereal: double - anguloatual: double - distanciadesejada: double - velocidadedesejada: double - angulodesejado: double - distanciat otal: double - velocidadem ax: double - velocidadem in: double - em Movim ento: boolean + sentidoavanco() : void + sentidorecuo() : void + calcdistanciaam ostragem () : void + calcparar() : void + pararveiculo() : void + zerarsensores() : void + calcvelocidadereal() : void + calccontrole() : void + inclinaesquerda() : void + inclinadireita() : void + reiniciadirecao() : void + calcdirecao() : void + encerrar() : void + calcparardirecao() : void lib: InterfaceDelcom DLL - devicenam esarray: DeviceNameStruct + inidevice() : int + getdevicenam e() : String + opendevice() : Pointer + closedevice() : void + getserialnum () : int + getfirm wareversion() : byte + getfirm waredate() : String + sendpacket() : void InterfaceDelcomDLL DeviceNameStruct PacketStruct

17 Diagrama de sequência sd Sequencia Interface Controle Dispositivo UsbIO InterfaceDelcom DLL Usuário ou software Liga o carro() iniciacontrole() iniciausbio() iniciadispdirecao() iniciadispt racao() loop Seleciona sentido() sentidoavanco() disptracao.direitam 1() sendpacket() sendpacket() disptracao.direitam 2() sendpacket() sendpacket() Digita velocidade desejada() setvelocidadedesejada() Digita distancia desejada() setdistanciadesejada() Digita inclinacao desejada()

18 Implementação Enterprise Architect Protel99 Ferramenta Eclipse 3.2 (Java) Biblioteca DelcomDLL.dll APIs: JNA vs JNI

19 Operacionalidade

20 Resultados Testes de deslocamento Testes de carga/peso Implementação das leis de controle Comparação através dos gráficos

21 Resultados Kp 0,5 Kp 1 Kp 2

22 Resultados P PD PI PID

23 Conclusões Ferramentas utilizadas foram adequadas Motores diferentes Alimentação elétrica Técnicas de controle e estabilidade Limitação da direção

24 Extensões Aprimorar o mecanismo, permitindo o controle da direção Sensores para detecção de obstáculos Auto-estacionamento Reconhecimento de rota usando um gps