Integrating a high fidelity ship maneuvering simulator with ROS: a path-following case study (2021)
- Authors:
- USP affiliated authors: SCAGLIONE, BRUNO HENRIQUE DE CARVALHO - EP ; MARZAGÃO, PEDRO HENRIQUE MARTELLI - EP
- School: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: NAVIOS; VELOCIDADE
- Language: Inglês
- Abstract: Manobrar navios é uma tarefa difícil, especialmente em áreas restritas como canais de acesso à portos. Projetos não-robustos de canais podem acarretar em grandes acidentes no futuro. A natureza estocástica de humanos e do ambiente fazem da predição de trajetória do navio um problema probabilístico. O design dessas passagens de acesso é feito analizando a distribuição empírica das trajetória do navio. Áreas com grande variabilidade de trajetórias demandam maior espessura e áreas com menor variabilidade podem ter menor espessura para economizar dinheiro. As amostras são tiradas tanto de simulações computadorizadas, conhecidas como fast-time, quanto de simulações feitas com pilotos humanos, conhecidas como real-time. Esta monografia ataca os problemas envolvendo a situação atual das simulações fast-time. O software atual que controla o navio é relativamente legado e não tira vantagem de várias capacidades do simulador de manobras estado-da-arte, chamado pydyna, e desenvolvido dentro do Tanque de Provas Numérico (TPN) da Universiade de São Paulo (USP). O Robot Operating System 2 (ROS2) é apresentado como uma solução para hospedar estas aplicações. O simulador é integrado dentro do ROS2 como um pacote ROS2. Adicionalmente, uma prova de conceito, em forma de estudo de caso, é realizada com objetivo de aproximar uma aplicação real de simulações fast-time. O estudo de caso trata de um navio que precisa seguir um caminho especificado por waypoints com coordenadas 2D de localização e velocidade longitudinal desejadas. O estudo de caso é implementado como uma arquitetura Guidance-Navigation-Control (GNC), com um módulo de vizualização. Os resultados mostram que o navio é capaz de seguir caminhos suaves, na condição ambiental em que foi tunado e para ângulos de guinada favoráveis.O controle de velocidade funciona para casos com waypoints colineares. Os pacotes do simulador de manobras e do seguidor de caminho estão disponíveis para serem usados pelo TPN como ponto de partida para aplicações usando ROS2, especialmente para simulações fast-time. Portanto, o projeto de canais de acesso à portos, assim como outras aplicações, podem ser otimizados ao aproveitar as vantagens e ferramentas oferecidas pelo framework de robótica distribuído.
- Imprenta:
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ABNT
SCAGLIONE, Bruno e MARGAZÃO, Pedro. Integrating a high fidelity ship maneuvering simulator with ROS: a path-following case study. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fd2c66d6-647c-4b80-bffc-abb9644ebe83/BRUNO%20SCAGLIONE%20TCC21.pdf. Acesso em: 27 abr. 2024. -
APA
Scaglione, B., & Margazão, P. (2021). Integrating a high fidelity ship maneuvering simulator with ROS: a path-following case study (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fd2c66d6-647c-4b80-bffc-abb9644ebe83/BRUNO%20SCAGLIONE%20TCC21.pdf -
NLM
Scaglione B, Margazão P. Integrating a high fidelity ship maneuvering simulator with ROS: a path-following case study [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fd2c66d6-647c-4b80-bffc-abb9644ebe83/BRUNO%20SCAGLIONE%20TCC21.pdf -
Vancouver
Scaglione B, Margazão P. Integrating a high fidelity ship maneuvering simulator with ROS: a path-following case study [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 27 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/fd2c66d6-647c-4b80-bffc-abb9644ebe83/BRUNO%20SCAGLIONE%20TCC21.pdf
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