Desenvolvimento de um veículo elétrico robótico com diferencial eletrônico (VERDE)

Resumo

Parte significativa da pesquisa científica em Robótica Móvel nos últimos anos tem focado no desenvolvimento de veículos autônomos de quatro rodas, mas a grande maioria ainda é focada em veículos de passeio, que supõem a navegação em ambiente bem comportado como, por exemplo, o pavimento asfaltado plano que possibilita o conhecimento de certas variáveis relativas ao ambiente além de simplificações com relação às condições de contato pneu-solo. Já para o caso do controle de veículos em ambiente todo-terreno, como no caso de um trator, por exemplo, o conhecimento das propriedades de aderência, envolvendo derrapagens, irregularidades, inclinações fortes, etc., se torna extremamente complexo, e apresenta ainda grandes desafios tecnológicos e científicos. Um desses desafios é a abordagem de distribuição de torques/velocidades nas rodas não esterçáveis de um veículo multitração, conhecido como sistema de distribuição diferencial eletrônico. A grande maioria das abordagens de diferencial eletrônico existente se limita a impor velocidades distintas e proporcionais nas rodas não esterçáveis durante a execução de uma curva e não se preocupa com a distribuição adequada de torque nas duas rodas para contemplar situações complexas de aderência como escorregamento, deslizamento, perda de aderência de uma das rodas e irregularidades do solo. O presente projeto de pesquisa propõe primeiramente a construção de um veículo em escala (miniatura) com motorização elétrica multitração (dois motores traseiros independentes), instrumentado com sistema de navegação inercial INS/GPS, computador de bordo e barramento CAN, além de laser, câmera e sensores nas rodas e motores. O miniveículo servirá, na vigência desse projeto, como plataforma de validação da técnica de distribuição de torques independentes em terrenos adversos, com baixa aderência e inclinações. Posteriormente, num segundo momento, o miniveículo servirá também como uma plataforma de ensaios de técnicas de controle e navegação autônoma, incluindo abordagens de controle não linear, estratégias de percepção multisensorial e navegação para ambientes todo-terreno, as quais poderão ser escaladas para veículos maiores. Finalmente, o protótipo resultante desse projeto constituirá também um elemento integrador e sinérgico entre as instituições de pesquisa envolvidas (UNICAMP, CTI, ITA). A plataforma facilitará o desenvolvimento cooperativo entre os parceiros, permitindo assim que o veículo robótico seja utilizado também em outros contextos de investigação científica. (AU)