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Título: Mymapper: plataforma de mapeamento de ambientes 3D
Título(s) alternativo(s): MyMapper: platform for 3D environment mapping
Autor(es): Franczak, Douglas Diogo
Orientador(es): Mikos, Walter Luís
Palavras-chave: Mecatrônica
Robótica
Mapas
Programação visual (Computação)
Cartografia multimídia
Mechatronics
Robotics
Maps
Visual programming (Computer science)
Multimedia cartography
Data do documento: 17-Dez-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: FRANCZAK, Douglas Diogo. Mymapper: plataforma de mapeamento de ambientes 3D. 2015. 86 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Mecatrônica Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
Resumo: Na robótica a área aonde se estuda as técnicas de mapeamento e localização em mapas é chamada de SLAM, essa área visa desenvolver métodos de mapeamento e localização cada vez mais precisos, pois um dos problemas mais comuns em SLAM é a deformação ou imperfeição de mapas quando se deseja localizar em tais mapas. Esse projeto busca criar um sistema SLAM concentrando na integração de dados dos sensores de orientação visando realizar uma varredura do ambiente e formar o mapa. Outro foco do projeto está no método em que os dados são integrados e na escolha dos componentes, pois ambos os métodos e componentes precisam ter valor didático. Esse trabalho irá demonstrar, a construção mecânica da plataforma; a interpretação dos dados vindos dos sensores: acelerômetro, giroscópio e telêmetro infravermelho; a integração dos dados do acelerômetro e giroscópio a partir do filtro complementar e a reconstrução desses dados em um ambiente 3D. O LabVIEW é um software para programação visual em blocos que foi escolhido por ser muito utilizado na indústria moderna. O hardware myRIO foi utilizado como coletor de dados pois é programado no LabVIEW e possui uma variedade de funcionalidades muito úteis para esse projeto, além de ser feito especificamente para ser didático. A Unity Engine é um software de criação de jogos, onde há uma maior facilidade de recriar ambientes em 3D por causa de sua popularidade, o que significa que há um suporte maior, e por causa da possibilidade de utilizar programação visual de certos aspectos do sistema em conjunto com a programação C# tradicional. O MyMapper foi construído de forma a possuir uma interface simples, fornecendo ao usuário todas as opções de calibração necessárias e mantendo o código limpo e de forma modular, para facilitar melhorias futuras. No fim, o MyMapper consegue mapear um ambiente de no máximo um metro, o limite em que o sensor telêmetro consegue funcionar, mas os detalhes desse ambiente são deformados por vários motivos, dependendo da calibração do sistema. Mesmo assim, o sistema pode ser utilizado para detectar obstáculos, pois as deformações são pequenas e modificam apenas o formato da peça e não a sua posição geral.
Abstract: In robotics the area where it's studied the techniques of mapping and localization is called SLAM, this area aims to develop more precise methods of mapping and localization, because one of the more common problems in SLAM is the deformation or imperfection of the maps when it's necessary locate itself on those maps. The objective of this project is to create a SLAM system focusing on the integration of data coming from orientation sensors aiming to realize a sweep of the environment to create a map. Another focus of this project is in the method that the data is integrate and in the choice of the components, because both the methods and the mechanical construction needs to have some didactic value. This document will demonstrate, the mechanical construction of the platform; the interpretation of the data coming from the sensors: accelerometer, gyroscope and infrared rangefinder; the integration of the data from accelerometer and gyroscope starting from the complementary filter and the reconstruction of this data on a 3D environment. The LabVIEW is a software for visual programming that has been chosen because it's used a lot on modern industry. The myRio is used as a data collector because it is programmed on LabVIEW and it has a variety of functionalities that are very useful for this project, and also it's made specifically to be didactic. The Unity Engine is a software for game creation, which is easier to recreate 3D environments because of its popularity, which means that there's a bigger support, and because of the possibility of utilizing visual programming on certain aspects of the system in conjunct with the traditional C# programming. The MyMapper has been constructed in way that it has a simple interface, providing to the user all the necessary options for calibration and maintaining a clean and modular code, to facilitate future improvements. In the end, the MyMapper can map the environment of a meter, maximum, the limit in which the telemeter can work, but the details of this environment are deformed for various motives, depending on the calibration of the system. Even so, the system can be used to detect obstacles, because the deformations are small and modify only the format of the piece and not its general position.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/17256
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