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http://hdl.handle.net/1843/SLBS-645JDE| Tipo: | Tese de Doutorado |
| Título: | Tolerância a falhas adaptativa para robôs móveis com arquitetura híbrida |
| Autor(es): | Wilton Speziali Caldas |
| Primeiro Orientador: | Antonio Otavio Fernandes |
| Primeiro Coorientador: | Mario Fernando Montenegro Campos |
| Resumo: | Este trabalho apresenta uma metodologia de desenvolvimento do controle para robôs móveis de arquitetura híbrida integrando tolerância a falhas adaptativa. A realização de tarefas críticas ou perigosas por robôs torna a tolerância a falhas um requisito fundamental. Os robôs devem ser capazes de realizar as tarefas desejadas mesmo na presença de defeitos, implementando a tolerância a falhas através do uso das redundâncias que existam em um único robô ou distribuída nas diversas competências individuais dos times cooperativos. Na concepção de robôs, principalmente no caso dos autônomos, é necessário se trabalhar com muitas restrições: o hardware não é limitado apenas pelo custo, mas também pela possibilidade de ser incorporado ao robô móvel; o consumo dos componentes limita a autonomia do sistema; a percepção e controle devem ser realizados em tempo real. Com estas várias restrições, a tolerância a falhas ideal deve maximizar a disponibilidade e confiabilidade total do sistema e permitir o uso inteligente dos recursos disponíveis em qualquer situação. O controle do robô deve se adaptar as condições ambientais, condições do hardware e do software e aos objetivos da tarefa ou missão específica que esta sendo realizada. A metodologia desenvolvida, a qual por ser automatizada, facilita o processo de síntese das políticas de adaptação e a integração destas ao controle de forma maximizar a confiabilidade ou o desempenho em função do estado global do sistema. |
| Abstract: | This work presents a novel architectural design methodology, which enables weaving fault-tolerance into hybrid architecture control frameworks. The beneficial aspects fostered by fault tolerance greatly surpass the overhead in project development. Dataflow processing paradigm is based on functions and abstract data elements, providing a simple, yet powerful, description power. The simple structure allows the inclusion of redundant information and processing elements within the control. Redundancies elicited by dataflow automatically enable alternative configurations of available functional blocks. The methodology also gives the designer the freedom to define requirements and restrictions for both control performance and reliability. A control graph contains all the information necessary to optimize the robot resources usage and also captures all the necessary adaptations for the system. This graph may be automatically generated combining the hybrid control description and the dataflow information. The thesis shows the results from a prototype of hybrid architecture for a Nomad robot. The resulting fault tolerant hybrid architecture provides real time execution of control and fault recovery. Experiments were carried out to demonstrate the gain in reliability versus the added overhead. |
| Assunto: | Automatos Controle Robôs Robótica Computação Processamento eletrônico de dados Processamento distribuído |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Instituição: | UFMG |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/SLBS-645JDE |
| Data do documento: | 26-Mar-2004 |
| Aparece nas coleções: | Teses de Doutorado |
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