RESUMO

A Robótica, mesclando várias áreas do conhecimento, atualmente está presente em vários momentos do nosso cotidiano, apresentando um potencial de desenvolvimento extremamente grande. Em particular na robótica móvel, as tarefas de localização e navegação são fundamentais para a autonomia de movimentação dos robôs. Estas tarefas são desafiadoras de modelar com exatidão em ambientes simulados, devido à grande quantidade e variabilidade de fatores que influenciam a percepção do ambiente pelo robô, tais como alterações em intensidade e espectro de iluminação, obstáculos móveis, irregularidades no terreno e imprecisões na calibração de sensores laser, sonares e câmeras. Por isso, é extremamente importante o desenvolvimento de plataformas abertas para que a pesquisa com experimentos práticos nesta área possa ser viabilizada. Este projeto visa a construção de um robô móvel, integrando a plataforma de desenvolvimento de hardware reconfigurável FPGA (Field Programmable Gate Array) com sensores de sonar que permitem detectar obstáculos e calcular a distância em que se encontram desses para localização e navegação do robô. A ideia principal é que as saídas dos sonares sejam enviadas ao FPGA que, utilizando algoritmos implementados em hardware, possa interpretá-los e a partir disso enviar sinais de acionamento para os motores de corrente contínua (DC) por modulação de largura de pulsos PWM (Pulse Width Modulation) de forma a evitar colisões, mantendo o movimento. O objetivo da primeira parte do projeto é fazer um chassi para o robô usando, na maior parte, materiais reciclados, montar o circuito elétrico para acionamento dos motores e fazer o controle de velocidade por PWM dos motores. A plataforma baseada em FPGA permite a implementação em hardware de algoritmos que em plataformas computacionais convencionais, baseadas em processadores, apresentam elevado custo computacional. A segunda parte consiste em codificar, usando a linguagem de descrição de hardware VHDL (VHSIC Hardware Description Language) o controle do robô através de uma API para os motores e sonares; implantar algoritmos que mapeiem os arredores do robô e transferir dados via USB entre o FPGA e um computador para análises dos mapas gerados. Outra meta é a documentação e disponibilização de todo o código e circuitos desenvolvidos para que o projeto possa ser ampliado por pesquisas futuras. Como resultados já obtidos tem-se a construção do chassi com os motores, rodas e bateria, a instalação e posta em marcha da plataforma FPGA, e algoritmos de controle por PWM e interface com sensores sonar.

Palavras-chave: Robótica, FPGA, Navegação de Robôs