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Título: Workflow para desenvolvimento de aplicações robóticas com requisitos de tempo real
Título(s) alternativo(s): Workflow for development of robotic applications with real-time requirements
Autor(es): Pinto, Matheus Leitzke
Orientador(es): Oliveira, Andre Schneider de
Palavras-chave: Processamento eletrônico de dados em tempo real
Sistemas de computação interativos
Padrões de desempenho
Fluxo de trabalho
Robôs - Sistemas de controle
Robôs - Programação
Real-time data processing
Interactive computer systems
Performance standards
Workflow
Robots - Control systems
Robots - Programming
Data do documento: 3-Jun-2020
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: PINTO, Matheus Leitzke. Workflow para desenvolvimento de aplicações robóticas com requisitos de tempo real. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
Resumo: Em sistemas robóticos, na maioria do casos, existe a necessidade do atendimento às restrições de tempo impostas pelas necessidades de projeto. Dessa forma, o uso de sistemas de tempo real (STR) se torna necessário, pois estas plataformas computacionais fornecem recursos que garantem a previsibilidade temporal, ou seja, de que os tempos relacionados aos seus serviços podem ser determinados em tempo de projeto. Devido à carência de materiais e métodos que auxiliem no desenvolvimento de aplicações robóticas com restrições temporais, no presente trabalho é desenvolvido e apresentado um workflow completo desde a determinação da plataforma computacional utilizada como STR, até a implementação da aplicação em um robô operacional. Na avaliação de sistemas computacionais, foi desenvolvido um benchmark denominado HartROS, como a ferramenta de análise do desempenho de tempo real. Após validação do STR, uma aplicação de robô móvel com restrições de tempo foi desenvolvida, cujos materiais utilizados são de fácil disponibilidade no mercado brasileiro e internacional. Além do exposto, as metodologias empregadas são baseadas na literatura de tempo real e apresentadas de forma aprofundada. Até onde foi conduzido esse estudo, nenhum trabalho apresentou de forma sistemática por meio de etapas, o desenvolvimento de um robô que atenda aos requisitos temporais de uma aplicação, de forma que possa ser replicável por grande parte da comunidade. Pode-se verificar que o workflow proposto é uma solução aberta e abrangente no desenvolvimento de aplicações robóticas, pois foi possível criar um sistema que atende aos requisitos temporais de projeto, com base científica como aporte.
Abstract: In robotic systems, in most cases, there is the need to meet the time constraints imposed by the design requirements. Thus, it is necessary the use of real-time systems (RTS). This kind of computational platform provides resources that guarantee temporal predictability, that is, that the time parameters related to their services can be determined at the design phase. This work presents a complete workflow, from the determination of the computational platform used as RTS, to the implementation of the application in an operational robot. In the evaluation of computational systems, a benchmark called Hart-ROS was developed, as the real-time performance analysis tool. After validating the RTS, a mobile robot application with time requirements was developed. The materials used to implement the robot are easy to find in brazilian and international market. Moreover, the methodologies are based on real-time literature and they are presented in-depth. As far we know, no work has systematically presented in stages the development of a robot that meets the timing requirements of an application, só that it can be replicable by a large part of the community. It can be seen that the proposed workflow is a fully open solution in the development of robots, in which it is possible to create an application that meets the timing requirements of the project, using the scientific body of knowledge as foundation.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5030
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