robótica
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Artur Pereira artur@ua.pt Professor Auxiliar do Departamento de Eletrónica, Telecomunicações e Informática / Universidade de Aveiro (DETI/UA) Investigador do Instituto de Engenharia Eletrónica e Telemática de Aveiro (IEETA)
SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA
Condução autónoma no Festival Nacional de Robótica Desde 2001 que, anualmente, se realiza em Portugal o Festival Nacional de Robótica, espaço de encontro de jovens e menos jovens entusiasmados pela robótica. A par de outras atividades, as competições robóticas ocupam um plano central envolvendo, anualmente, centenas de participantes. A prova de Condução Autónoma é uma dessas competições; realiza-se desde a primeira edição do Festival e tem por objetivo o desenvolvimento de um veículo robótico capaz de autonomamente ultrapassar vários desafios que decorrerem numa pista que se assemelha a uma estrada convencional.
A prova de Condução Autónoma realiza-se desde a primeira edição do Festival, em 2001, embora se designasse Classe UIP durante as 3 primeiras edições. Era e é uma competição essencialmente dirigida a elementos das Universidades e dos Institutos Politécnicos, mas aberta a equipas privadas ou provenientes de outros estabelecimentos de ensino. As regras da competição foram evoluindo ao longo das várias edições tendo, em algumas delas, sofrido alterações significativas que, em alguns casos, pretenderam mesmo assumir-se como fraturantes. Nas primeiras cinco edições, a competição decorria numa pista em circuito fechado em forma aproximada de um 8, com uma passadeira no centro, um par de semáforos antes da passadeira, um em cada sentido, um túnel e um lugar de estacionamento. O circuito possuía uma única faixa de rodagem, com 90 cm de largura e delimitada por duas linhas brancas contínuas. Os semáforos eram constituídos por uma matriz de LEDs tri-colores de luz visível – exceto na primeira edição em que eram lâmpadas – e eram usados para instruir o robot sobre o que fazer à passagem pela passadeira. Dependendo do sinal mostrado, o robot deveria parar, seguir em frente, seguir pela esquerda ou seguir para um lugar de estacionamento, colocado ao lado da pista.
A competição desdobrava-se em 3 mangas tendo, cada uma delas, como principal objetivo a realização de 2 voltas completas à pista, no mais curto intervalo de tempo e sem incorrer em penalizações. A dificuldade das mangas era crescente: na primeira era apenas necessário realizar as duas voltas, podendo o robot optar por seguir pela esquerda ou em frente à passagem pela passadeira; na segunda eram acrescentados os semáforos com indicação da direção a tomar à passagem pela passadeira; na terceira eram adicionalmente acrescentados um túnel e uma zona de obras simulada por uma sequência de pinos coloridos. A manobra de estacionamento apenas era realizada na segunda e terceira mangas, após conclusão das duas voltas à pista. Nas edições de 2004 e 2005 as equipas participantes podiam optar por não re-
alizar a zona de obras incorrendo, nesse caso, numa penalização. Na edição de 2006, a prova de Condução Autónoma sofreu alterações significativas. A pista aumentou de dimensões, mantendo a configuração em forma de 8, mas passando a ter duas faixas de rodagem separadas por uma linha tracejada. Não foi imposta a obrigatoriedade do veículo seguir por uma das faixas de rodagem mas, em algumas situações, a circulação por uma delas podia estar interrompida pela existência de um obstáculo estático. Os semáforos passaram a ser implementados por dois monitores TFT, colocados em suspensão sobre a passadeira. A zona de obras passou a ser mais realista, sendo definida por cones típicos de obras interligados por fita colorida. A competição manteve a estrutura das 3 mangas com dificuldade crescente. No entanto, a dificuldade dos desafios colocados aos participantes aumentou consideravelmente em relação à das edições anteriores. Por várias razões: a existência da linha tracejada e dos obstáculos, colocados na segunda e terceira mangas em posições previamente desconhecidas, trouxe problemas às soluções de navegação até aí usadas, essencialmente baseadas em seguimento de linha; o uso de TFTs para implementação dos semáforos e a sua posição relativa aos robots, alguns deles bastante pequenos, impôs a necessidade de algoritmos de deteção e identificação dos sinais mais robustos; as penalizações por terminação antecipada e por não observação dos sinais, em particular a não paragem na passadeira, foram muito