Controlador NMPC para seguimento de caminhos visuais aplicados a um VANT

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Santa Maria, Tiago Henrique
• Orientador(a): Aguiar, Eduardo Pestana de
• Banca de defesa: Pinto, Milena Faria , Bessa, Alexandre dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: NMPC; VANTs; Controle; Robótica móvel; Visão computacional; UAVs; Control; Mobile robots; Computer vision
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00085; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13005

Estratégias de controle para robôs móveis, utilizando visão computacional, permitem o aumento das aplicações desses, tais como nos setores industriais, agrícolas, empresas de energia, hobbies, dentre outros. Visando as aplicabilidades de tais robôs em ambientes externos, esta dissertação visa contribuir com o problema de seguimentos de caminhos visuais por Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT). A técnica de controle escolhida neste trabalho foi o Controle Preditivo Não-Linear (do inglês, Non-Linear Model Predictive Control) (NMPC) combinado com um Controle Proporcional Integral e Derivativo (PID), utilizado como um filtro para relaxamento das variáveis de controle do NMPC. O sistema será posto à prova em circuitos de seguimentos por cores, e todo controle foi feito utilizando informações visuais obtidos pela câmera e pelo espaço de cores Hue Saturation Value (HSV). Foram feitos testes com circuitos possuindo falhas nos segmentos e algumas soluções para isso foram propostas. Testes simulados e práticos foram realizados para as obtenções de resultados, com o intuito de comparação das técnicas de controle escolhidas. As comparações foram obtidas através de um PID exclusivo, NMPC exclusivo e NMPC+PID uma técnica hibrida. Dentre as técnicas utilizadas o controle NMPC obteve um desempenho adequado quando posto em conjunto com um PID (NMPC+PID).