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Título: Um ambiente gráfico para desenvolvimento de software de controle para robôs móveis através de simulação 3D
Autor(es): Marchezi, Humberto Cardoso
Orientador: Schneebeli, Hans Jorg Andreas
Data do documento: 19-Out-2007
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Este trabalho demonstra o desenvolvimento do IRCE (Integrated Robot Control Environment), um ambiente integrado para desenvolvimento de software de controle de uma população de robôs móveis que engloba edicão, compilacão e execucão. Ele usa as ferramentas do projeto Player/Stage/Gazebo e permite a configuracão de robôs e seus sensores além do ambiente no qual eles atuam. O ambiente descrito permite que os algorítimos do software de controle possam ser desenvolvidos para depois serem verificados através de uma simulação 3D. Se desejado, o mesmo software de controle pode ser carregado em um robô real sem alteracões o que possibilita um ciclo mais rápido de desenvolvimento. Além de tornar mais ágil o processo de desenvolvimento de controle para robôs móveis, o sistema também pode apoiar a pesquisa de controle inteligentes e o ensino de robótica nas universidades. Os requisitos e a estrutura para desenvolvimento desse ambiente foram levantados usando casos-de-uso e um procedimento sistemático de desenvolvimento usando a linguagem UML (Unified Modelling Language) foi adotado para especificacão e documentacão do projeto. Adicionalmente, o padrão de projeto MVC (Model-View-Controller) foi adotado pois facilita a manutenção ou a extensão do código-fonte. Um caso de exemplo mostra a aplicação desse ambiente para o desenvolvimento de um controle simples de desvio de obstáculos para um robô móvel. A aplicacão envolvendo vários robôs é simples de se conceber. Uma das funcionalidades mais importantes do sistema é a possibilidade de descrever uma cenário virtual de forma mais interativa com uso do mouse para alterar a posição ou as propriedades do modelos 3D envolvidos na simulação. Tal cenário é por sua vez salvo no formato de arquivo world, utilizado para descrever um cenário virtual 3D no projeto Player/Stage/Gazebo. Embora existam sistemas semelhantes, uma contribuição dessa dissertacão está em apresentar um sistema de desenvolvimento integrado de código-aberto, de fácil uso e de fácil extensibilidade.
This work demonstrates the development of an Integrated Robot Control Environment (IRCE), an integrated environment for control software development for a population of mobile robots that includes edition, compilation and execution. This environment uses the tools from the Player/Stage/Gazebo project and allows the configuration of robots and their sensors besides the environment where they actuate. The described environment lets the control software algorithms to be developed and later verified through a 3D simulation. If desired, the same control software can be loaded in a real robot without changes what makes it possible to have a faster development cycle. Besides turning the mobile robot software development process more agile, the system can also support the research of intelligent control and the teaching of robotics in the universities. The requirements and the development structure of this environment were captured with use cases and a systematic development procedure using the UML language (Unified Modelling Language) was adopted to specify and document the project. Additionally the MVC design pattern (Model-View-Controller) was adopted since it eases the source-code maintenance and extension. An example case shows how to apply this environment to develop a simple control for obstacle avoidance in a mobile robot. An application involving several robots is simple to be conceived. One of the most important functions of this system is the possibility to describe a virtual scene in more interactive manner by using the mouse to modify the position or the properties of 3D models involved in the simulation. In its turn, the scene is saved in the world file format which defines a 3D virtual scene in the Player/Stage/Gazebo project. Although there are similar systems, one contribution of this dissertation is in present an open-source integrated development system for easy use and extensibility
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4051
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