Reconhecer uma parede é só o primeiro passo. O drone ainda precisa de escolher por onde passar, conseguir executar o movimento e voltar a verificar o caminho. Esta página junta essas decisões.
Olha para o desenho do obstáculo. Que espaço precisaria o drone para passar com as hélices? E se alguém entrasse no caminho? Usa estas perguntas para acompanhar as etapas abaixo.
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Saber onde está é apenas uma parte. O drone precisa de perceber o que o rodeia, decidir um movimento possível e executá-lo através dos motores. A cada instante, compara o resultado com o objetivo e volta a corrigir.
Compara a distância percorrida durante a reação e durante a travagem. Fixamos uma reação de 0,2 s e uma desaceleração de 2 m/s². Na realidade é preciso acrescentar margem.
Câmaras e sensores de distância ajudam a encontrar paredes, objetos e passagens. O drone precisa de distinguir onde há espaço livre e onde ainda não sabe o que existe.
Exemplo: antes de atravessar uma porta, confirmar que cabem o corpo, as hélices e uma margem. Ver a porta numa imagem não basta para saber a distância.
O drone escolhe um caminho e uma velocidade que consiga executar. Tem de considerar o próprio tamanho, a capacidade de virar e o espaço para travar.
Exemplo: contornar uma coluna. Se uma pessoa entrar no caminho, é preciso voltar a avaliar o movimento.
O controlador compara o movimento desejado com o movimento medido e ajusta os motores. Faz pequenas correções continuamente.
Exemplo: uma rajada empurra o drone e ele tenta recuperar a posição. Se o vento for demasiado forte, os motores podem não conseguir compensar.
Para aterrar, o drone precisa de reconhecer uma zona adequada, medir a altura e controlar a descida. Perto do chão, o ar movimentado pelas hélices também altera o voo.
Exemplo: aproximar-se de uma plataforma com uma etiqueta visível. Se deixar de a reconhecer, a resposta deve depender da altura e do espaço disponível.
Uma carga ou uma garra altera o peso e o equilíbrio. Tocar numa superfície também introduz forças que não existem no voo livre.
Exemplo: pousar uma carga suspensa. A carga pode balançar, e o drone fica mais leve quando a larga.
Drones que partilham um espaço precisam de coordenar os percursos. Devem saber quando foi medida a posição dos outros e quanto erro ela pode ter.
Exemplo: quando dois drones chegam ao mesmo corredor, dar prioridade a um e fazer o outro esperar pode simplificar a passagem.
Tal como num carro, o drone continua a avançar enquanto percebe o obstáculo e começa a travar. Quanto maior a velocidade, mais espaço precisa. Num exemplo idealizado, a 3 m/s, com 0,2 segundos de reação e uma travagem de 2 m/s², precisa de cerca de 2,85 metros. Na realidade, é necessário acrescentar margem para vento, erro dos sensores e tamanho do drone.
Verificar quanto erro pode existir, quando foi feita a medição e se os sensores concordam. Uma posição antiga pode estar errada agora, mesmo que fosse precisa quando foi medida.
Preparar uma resposta para cada situação: abrandar, desistir de uma aproximação ou aterrar numa zona adequada. Parar no ar ou regressar à origem também exige saber a posição com confiança.
Começar em simulação, verificar os registos e testar os sensores antes do voo. Depois, experimentar numa área controlada e medir erros e atrasos. Esta página ajuda a compreender, mas não valida um drone real.
O plano deve ser revisto quando o mundo muda. “Resposta definida para a situação” significa uma regra preparada e testada para aquele veículo e ambiente.
enquanto missão_ativa:
observações = ler_sensores()
posição = estimar_posição(observações)
se posição_não_é_fiável ou observações_estão_desatualizadas:
executar_resposta_definida_para_a_situação()
continuar
mapa = atualizar_mapa(observações)
percurso = procurar_percurso_possível(mapa, posição, objetivo)
se não_existe_percurso:
pedir_novo_plano()
senão:
enviar_próximo_objetivo_ao_controlador(percurso)
# Encontrar um caminho não prova que a trajetória seja segura.Pseudocódigo descreve a lógica. As funções com nomes como “ler sensores” representam trabalho que teria de ser implementado. Este exemplo não é código pronto a executar num robô.
ROS 2 ajuda programas de sensores e planeamento a trabalhar juntos. O autopiloto continua a ser responsável pelo controlo rápido do voo.
Estas leituras ajudam a aprofundar o tema. As nossas experiências são simplificações educativas: não são reproduções dos resultados dos artigos.
Ligação ao laboratório: Ajuda a compreender etiquetas visuais usadas como referências para posição e aproximação a plataformas.
O que não devemos concluir: Detetar uma etiqueta não resolve sozinho a navegação. São necessários dados da câmara, dimensão conhecida e uma referência adequada.
DOI: 10.1109/ICRA.2011.5979561 · em inglês · acesso ao texto completo pode ser pago
Ver na biblioteca científica →Ligação ao laboratório: Liga a escolha de um percurso a trajetórias suaves que um quadricóptero consegue tentar seguir.
O que não devemos concluir: A experiência de controlo do site usa uma massa num único eixo. Não inclui o planeamento e o controlo de quadricópteros apresentados no artigo.
DOI: 10.1109/ICRA.2011.5980409 · em inglês · acesso ao texto completo pode ser pago
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