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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2018.tde-04102021-081401
Document
Author
Full name
Clayton José Torres
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2018
Supervisor
Committee
Tronco, Mario Luiz (President)
Brandão, Dennis
Kato, Edilson Reis Rodrigues
Morandin Junior, Orides
Rodrigues, Evandro Luis Linhari
Title in Portuguese
Sistema de Controle e Supervisão para robô agrícola móvel baseado em fusão de dados sensoriais
Keywords in Portuguese
Fusão de dados sensoriais
Robótica agrícola móvel
Sistema de Controle e Supervisão
Visão computacional
Abstract in Portuguese
A agricultura nacional, buscando uma maior integração e participação no mercado global, tende a investir cada vez mais na automação de máquinas e implementos agrícolas, visando maior eficiência e qualidade em seus produtos. A automação de máquinas e implementos agrícolas vem auxiliando diretamente esta tarefa, provendo ferramentas para o produtor responder rapidamente às mudanças impostas pelo mercado, como melhor aproveitamento na área de plantio, entre outros benefícios. Nesse contexto, pesquisas voltadas ao desenvolvimento de plataformas robóticas móveis, com elevado número de sistemas embarcados, estão ganhando cada vez mais espaço no setor agrícola. Considerando esse cenário, no presente trabalho apresenta-se uma proposta de um Sistema de Controle e Supervisão, desenvolvido a partir de uma revisão bibliográfica sobre robótica móvel agrícola, técnicas de navegação, fusão de dados sensoriais e sistemas supervisórios. A implementação do Sistema de Controle e Supervisão está baseado na fusão de dados sensoriais com redundância na definição de medidas angulares relacionadas ao deslocamento da plataforma, e tem como característica, ser modular e independente de uma plataforma específica. Também, possui uma interface homem máquina (IHM) e promove ações automáticas de controle, as quais tem como objetivo a prevenção de riscos operacionais que possam ocorrer durante a condução do robô. O Sistema de Controle e Supervisão proposto foi implementado e testado utilizando a plataforma robótica agrícola móvel (RAM), sendo que, os experimentos foram realizados em um ambiente agrícola e os mesmos comprovaram a viabilidade do sistema proposto. Os resultados experimentais obtidos servem de base para a implementação de um sistema que utiliza uma arquitetura aberta, com a possibilidade de ser embarcada em qualquer plataforma agrícola móvel, e que possa atuar como camada Middleware entre o sistema de acionamento e controle e a camada de aplicação (navegação).
Title in English
Control and Supervision System for mobile agricultural robot based on sensory data fusion
Keywords in English
Computational vision
Control and Supervision System
Mobile agricultural robotics
Sensory data fusion
Abstract in English
National agriculture, seeking greater integration and participation in the global market, tends to invest and more in the automation of agricultural machinery and implements, aiming for greater efficiency and quality in its products. The automation of agricultural machinery and implements has directly assisted this task, providing the producer with tools to respond timely to changes imposed by the market, such as better use in the area of planting, among other benefits. In this context, research aimed at the development of robotic mobile platforms with high number of on-board systems, are gaining more and more space in the agricultural sector. Taking this into account, this work presents an innovative proposal of a Control and Supervision System, based on solid bibliographical research on mobile agricultural robotics and navigation techniques and supervisory systems. The implementation was based on a fusion of sensory data with redundancy in attitude definition and its main characteristic is to be modular and independent fom a specific platform, besides providing a user-friendly interface (HMI) as well as to promote automatic actions of control that avoid risking the robot operation during its conduction. To validate the system, tests were performed using the RAM Platform, in an agricultural environment, which proved the feasibility of the system. The experimental results obtained serve as the basis for the implementation of an open architecture system that can be used on any mobile agricultural platform and that can act as a Middleware layer between the starting and controling system and the application layer (navigation).
 
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Publishing Date
2023-03-08
 
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