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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42708
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorVilas Boas, Lorenna Santos-
dc.date.accessioned2025-08-11T13:36:53Z-
dc.date.available2025-08-11-
dc.date.available2025-08-11T13:36:53Z-
dc.date.issued2025-04-22-
dc.identifier.citationVILAS BOAS, Lorenna Santos. Modelagem de robôs móveis skid-steer com rodas. 2025. 66f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/42708-
dc.description.abstractWheeled skid-steer robots are widely used in robotic applications of various types. Due to non-holonomic constraints, a common characteristic of this class is wheel slippage during rotational maneuvers, which hinders odometry. This dissertation investigates the kinematic modeling applied to wheeled skid-steer mobile robots, based on the Instantaneous Center of Rotation (ICR) and its effects on odometry. Aspects such as wheel slip, compensation parameters for mechanical inaccuracies, and asymmetry between the left and right ICRs of the robot are considered in the modeling. Two methods for ICR identification will be applied: (1) the offline method, for identifying the ICRs through experiments involving rotation and translation of the robot, or using a Genetic Algorithm that minimizes odometric errors in simulated trajectories; and (2) the online method, applying the Extended Kalman Filter (EKF) to estimate the location of the ICRs during the robot’s navigation, in order to understand the effects of speed variation and changes in terrain characteristics on the modeling. The UGV Husky A200 robot from Clearpath will be used in this study, with absolute localization provided by optical motion capture via Optitrack. Laboratory tests were conducted following a lemniscate trajectory at different speeds on dry and wet industrial epoxy flooring. Results obtained from the ICR-based kinematic models show a reduction in odometry pose errors by approximately 50 times compared to the ideal differential model. Furthermore, EKF tests show that variations in wheel speed and floor conditions impact the location of the ICR points, which is an important consideration for modeling purposes. Thus, the contributions of this work highlight the improvements in kinematic modeling with ICR for the wheeled skid-steer class and provide a powerful tool for future applications in navigation algorithms for robots of this type.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectRobôs móveispt_BR
dc.subjectCinemáticapt_BR
dc.subjectOdometriapt_BR
dc.subjectCentro Instantâneo de Rotaçãopt_BR
dc.subjectFiltro de Kalman Estendidopt_BR
dc.subjectRobô Skid-steerpt_BR
dc.subject.otherMobile robotspt_BR
dc.subject.otherKinematicpt_BR
dc.subject.otherOdometrypt_BR
dc.subject.otherInstantaneous Center of Rotationpt_BR
dc.subject.otherExtended Kalman Filterpt_BR
dc.subject.otherSkid-steering Robotpt_BR
dc.titleModelagem de robôs móveis skid-steer com rodaspt_BR
dc.title.alternativeModeling of wheeled skid-steer mobile robotspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.contributor.advisor1Conceição, André Gustavo Scolari-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8124-6253pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6840685961007897pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Santos, Tito Luís Maia-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2732736365881287pt_BR
dc.contributor.referee1Conceição, Andre Gustavo Scolari Conceição-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8124-6253pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6840685961007897pt_BR
dc.contributor.referee2Santos, Tito Luís Maia-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2732736365881287pt_BR
dc.contributor.referee3Ribeiro, Tiago Trindade-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3521539442337416pt_BR
dc.contributor.referee4Araújo, José Mario-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3279934192221716pt_BR
dc.contributor.referee5Brandão, Alexandre Santos-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/7313802049311709pt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0009-9271-3852pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/4253294933051903pt_BR
dc.description.resumoOs robôs da classe skid-steer com rodas são amplamente utilizados em aplicações robóticas de diferentes naturezas. Devido a restrições não-holonômicas, uma característica comum a essa classe é a derrapagem das rodas em manobras de rotação, o que dificulta a odometria. Esta dissertação investiga a modelagem cinemática aplicada a classe de robôs móveis skid-steer com rodas, baseada no Centro Instantâneo de Rotação (ICR) e seus efeitos na odometria. Aspectos como o escorregamento das rodas, parâmetros de compensação para imprecisões mecânicas e assimetria dos ICRs do lado esquerdo e direito do robô são considerados na modelagem. Dois métodos de identificação dos ICRs serão aplicados: (1) o offline, para identificação dos ICRs por meio de experimentos com rotação e translação do robô ou utilizando o Algoritmo Genético que minimiza os erros odométricos em trajetórias simuladas; e (2) o online, aplicando o Filtro de Kalman Estendido (EKF) para estimar a localização dos ICRs durante a navegação do robô, a fim de compreender os efeitos da variação da velocidade e mudanças da característica do terreno na modelagem. O robô UGV Husky A200 da Clearpath será utilizado neste estudo, sendo o sistema de localização absoluta por captura de movimento óptico via Optitrack. Testes foram conduzidos em laboratório, percorrendo trajetória lemniscata com diferentes velocidades em piso Epóxy Industrial seco e úmido. Resultados alcançados com os modelos cinemáticos baseados no ICR mostram redução de erros de estimação da pose por odometria em cerca de 50x quando comparados ao diferencial ideal. Além disso, testes com o EKF mostram que a variação da velocidade das rodas e a mudança da condição do piso impactam na localização dos pontos ICRs, sendo um alerta importante para efeitos de modelagem. Assim, as contribuições deste trabalho evidenciam as melhorias da modelagem cinemática com ICR para a classe skid-steer com rodas e resultam em uma potente ferramenta para futuras aplicações em algoritmos de navegação de robôs desta classe.pt_BR
dc.publisher.departmentEscola Politécnicapt_BR
dc.relation.referencesVILAS BOAS, Lorenna Santos. Modelagem de robôs móveis skid-steer com rodas. 2025. 66f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2025.pt_BR
dc.type.degreeMestrado Acadêmicopt_BR
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