CURSO DE PROGRAMAÇÃO CURSO DE PROGRAMAÇÃO DE DE

ROBÔS MÓVEISROBÔS MÓVEISUSP - ICMC – LRM: Laboratório de Robótica MóvelUSP - ICMC – LRM: Laboratório de Robótica Móvel

Profs. Denis Wolf, Eduardo Simões, Fernando Osório Profs. Denis Wolf, Eduardo Simões, Fernando Osório Alunos PG - Alberto Hata, Gustavo Pessin, Patrick Shinzato,Alunos PG - Alberto Hata, Gustavo Pessin, Patrick Shinzato,

Maurício Dias, Leandro Couto, Leandro FernandesMaurício Dias, Leandro Couto, Leandro Fernandes

PUC-RS – GSE: Grupo de Sistemas EmbarcadosPUC-RS – GSE: Grupo de Sistemas EmbarcadosProfs. Fabiano Hessel, Eduardo Bezerra, César MarconProfs. Fabiano Hessel, Eduardo Bezerra, César Marcon

Aluno - Luiz Eduardo GiampaoliAluno - Luiz Eduardo GiampaoliGAPH – Profs. Ney Calazans, Fernando MoraesGAPH – Profs. Ney Calazans, Fernando Moraes

Programação de Robôs Móveis São Carlos/SP e Porto Alegre/RS Setembro, 2009

RobóticaRobótica

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Robôs Móveis - Aplicações

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Guia de museu Mapeamento de minas

Navegação autônomaVerificação da qualidade da água

Robô Guia em MuseuRobô Guia em Museu

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DireçãoDireção Autônoma AutônomaGrand Challenge 2004Grand Challenge 2004

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106 equipes inscritas e 25 finalistas

Premio de US$1.000.000,00

Desafio: Percorrer 224km no deserto de forma autônoma

Melhor resultado: Red team (12km)

“Nobody won. Nobody even came close” - CNN

DireçãoDireção Autônoma AutônomaGrand Challenge 2005Grand Challenge 2005

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Premio de US$2.000.000,00

195 equipes inscritas,

23 finalistas

5 terminaram o percurso

Vencedor:Stanley

(Stanford University)

6h 53m

DireçãoDireção Autônoma AutônomaUrban Challenge 2007Urban Challenge 2007

IP addresses and the port numbers of the components.

DireçãoDireção Autônoma AutônomaUrban Challenge 2007Urban Challenge 2007

IP addresses and the port numbers of the components.

“none of the winning teams had taken any demerits for traffic violations, and that the winners had all been selected based on their finishing times “

“Tartan's vehicle averaged about 14 miles per hour throughout the course, which covered about 55 miles. Stanford averaged out 13 miles per hour, and Virginia Tech averaged a bit less than that “

DireçãoDireção Autônoma AutônomaUrban Challenge 2007Urban Challenge 2007

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Robô Móvel Robô Móvel Modelo BásicoModelo Básico

IP addresses and the port numbers of the components.

Robô Móvel Robô Móvel Sensores e AtuadoresSensores e Atuadores

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Sensores internos: observam o estado do robô (odometria, GPS, giroscópios).

Sensores externos: observam o estado do ambiente (câmeras, sonares, lasers).

Atuadores: alteram o estado do robô e do ambiente (rodas, pernas, garras).

Odômetro (encoder)

Sonares

Laser

CâmeraGPS

Controle e SimulaçãoControle e Simulação

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• Player • Sistema para controle de robôs móveis• Suporta diversos tipos de robôs e sensores

• Stage• Simulador de robôs móveis e sensores• Ambientes bidimensionais• Compatível com Player

• Gazebo• Simulador de alta fidelidade• Ambientes em 3 dimensões• Compatível com Player

Características do PlayerCaracterísticas do Player

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• Software livre

• Modelo Cliente/Servidor

• Desenvolvido para sistemas Linux/Unix

• Comunicação baseada em sockets

• Clientes em: C, C++, Java, Python etc

• Interface de alto nível para acesso ao hardware

• Suporta grande quatidade de plataformas robóticas

e sensores comerciais

Interface com o HardwareInterface com o Hardware

IP addresses and the port numbers of the components. Camera

Laser

Sonar

Odometria

Motores

Programa do usuário

Aquisição de dados dos sensores

Comandos para os motores

PCI

USB

Serial

…

SerialCanbus…

Planejamento

Deslocamentodesejado

Interface com o HardwareInterface com o Hardware

IP addresses and the port numbers of the components.

Player

Camera

Laser

Sonar

Odometria

Motores

Programa do usuário

Aquisiçãode dadosdos sensores

Comandospara omotor

PCI

USB

Serial

…Planejamento

Deslocamentodesejado

Abstração de HardwareAbstração de Hardware

IP addresses and the port numbers of the components.

Programado usuário

ServidorPlayer

BibliotecaCliente doPçayer

C/C++C#JavaTclPythonRubyLispOctave

HardwareDo Robô

SimuladorStage

SimuladorGazebo

ServidorPlayer

ServidorPlayer

Modelo Cliente/ServidorModelo Cliente/Servidor

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• Clientes podem se conectar a múltiplos servidores• Servidores aceitam conexão de múltiplos clientes• Diferentes programas/processos/threads podem processar dados de diferentes sensores do mesmo servidor.• Operação remota

Download dos arquivosDownload dos arquivos

IP addresses and the port numbers of the components.1) Baixar o arquivo: curso.tgz

2) Descompactar os arquivos:tar –xzvf curso.tgz

3) Testar a compilação dos arquivos:make

Inicializar o simulador Inicializar o simulador (stage)(stage)

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4) Abrir mais 2 shells

5) Inicializar o simulador:cd mapas

player teste.cfg

Testar o Controle do RobôTestar o Controle do Robô

IP addresses and the port numbers of the components.5) Testar o controle do robô:

(no 3o shell)playerv

6) Conectar no position:Devices → position2d:0 → subscribe → command

Testar o Controle do RobôTestar o Controle do Robô

IP addresses and the port numbers of the components.7) Conectar ao sonar:

Devices → sonar:0 → subscribe

Testar o Controle do RobôTestar o Controle do Robô

IP addresses and the port numbers of the components.8) Conectar no laser:

Devices → laser:0 → subscribe

Testar o Controle do RobôTestar o Controle do Robô

IP addresses and the port numbers of the components.

9) Conectar no robô real:playerv -h <ip do robô real>