Sistemas de controle e navegação para robôs da categoria IEEE VSSS

Souza, Elianfrancis Silveira de

Sistemas de controle e navegação para robôs da categoria IEEE VSSS

dc.contributor.advisor	Santos Neto, Accacio Ferreira dos
dc.contributor.advisor-co	Schettinno, Vinícius Barbosa
dc.contributor.advisor-coLattes	http://lattes.cnpq.br/6714387584240649
dc.contributor.advisorLattes	http://lattes.cnpq.br/8751432580163548
dc.contributor.author	Souza, Elianfrancis Silveira de
dc.contributor.authorLattes	http://lattes.cnpq.br/1799581904798544
dc.contributor.referee	Santos Neto, Accacio Ferreira dos
dc.contributor.referee	Schettinno, Vinícius Barbosa
dc.contributor.referee	Valle, Rodolfo Lacerda
dc.contributor.referee	Lanes, Matusalém Martins
dc.date.accessioned	2026-10-07T12:37:36Z
dc.date.available	2026-10-07T12:37:36Z
dc.date.issued	2026-06-16
dc.description.abstract	Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema integrado de navegação e controle para robôs móveis diferenciais da categoria Very Small Size Soccer (VSSS) da IEEE. O desenvolvimento dessa tecnologia constitui um desafio complexo, pois exige a integração de estratégias que lidem com percepção, restrições cinemáticas e a necessidade de adaptação rápida a trajetórias dinâmicas em um espaço de jogo limitado e sujeito a ruídos de medição. Para solucionar esse problema, propõe-se uma arquitetura baseada na abordagem de Campos Potenciais Artificiais (em inglês, Artificial Potential Field, APF). A estratégia combina o planejamento reativo para desvio de obstáculos em tempo real com leis de controle linear e angular acopladas. Isso garante que o veículo intercepte a bola e navegue de forma autônoma e suave, respeitando as restrições físicas dos motores e os limites do ambiente competitivo. A metodologia utiliza técnicas de visão computacional para rastreamento em tempo real do robô e da bola. O sistema de controle angular emprega um controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID) associado aos campos potenciais, integrando ainda algoritmos de predição de trajetória da bola e tomada de decisão para a condução ao gol adversário. Os experimentos práticos permitiram verificar o funcionamento integrado da visão computacional, da navegação e do controle em diferentes condições de posicionamento e movimentação, incluindo aproximação à bola, perseguição de uma referência móvel e reorientação diante de elevado erro angular.
dc.description.abstractother	This work describes the development of an integrated navigation and control system for differential mobile robots in the IEEE Very Small Size Soccer Futebol de Robôs de Tamanho Muito Pequeno (em inglês, Very Small Size Soccer) (VSSS) category. Developing this technology is a complex challenge, as it requires the integration of strategies that address perception, kinematic constraints, and the need for rapid adaptation to dynamic trajectories in a limited playing space subject to measurement noise. To solve this problem, an architecture based on the Artificial Potential Fields (APF) approach is proposed. The strategy combines reactive planning for real-time obstacle avoidance with coupled linear and angular control laws. This ensures that the vehicle intercepts the ball and navigates autonomously and smoothly, respecting the physical constraints of the motors and the limits of the competitive environment. The methodology uses computer vision techniques for real-time tracking of the robot and the ball. The angular control system employs a PID structure associated with potential fields, also integrating ball trajectory prediction algorithms and decision-making for driving towards the opponent's goal. Practical experiments were used to verify the integrated operation of computer vision, navigation, and control under different positioning and motion conditions, including ball approach, tracking of a moving reference, and reorientation under a large angular error. Future work includes expanding the system to a multi-agent team, migrating the architecture to ROS 2, and incorporating artificial intelligence techniques for trajectory optimization and predicting opponent movements.
dc.identifier.uri	https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/3111
dc.language.iso	pt
dc.publisher.department	Departamento de Eletroeletrônica
dc.publisher.initials	CEFET-MG
dc.subject	Sistemas de controle
dc.subject	Robótica
dc.subject	Controladores
dc.subject	Visão computacional
dc.title	Sistemas de controle e navegação para robôs da categoria IEEE VSSS
dc.type	Trabalho de Conclusão de Curso da Graduação