Development of a PID Controller to Improve Odometry in the LEGO Mindstorm EV3 Robot
Keywords:
PID, Odometry, roboticAbstract
– In the area of mobile robotics, precision in navigation and localization is crucial for the effective performance of robots and, therefore, the development of control algorithms becomes fundamental. The proportional integral and derivative controller (PID) is the most used control algorithm in the industry due to its effectiveness, simplicity and robustness. The present work explores the implementation of a PID controller in a robot built on the LEGO Mindstorm EV3 platform, with the aim of improving the accuracy of its navigation and, consequently, improving the results of a localization algorithm based on odometry. For this, the PID controller was developed and combined with the odometry- based algorithm. Furthermore, practical tests were carried out to validate the effectiveness of the robotic platform. The combination of the PID controller developed in this work with the odometry-based localization algorithm. This study advances research related to the area of mobile robotics in the Computer Science course at the Universidade Estadual de Santa Cruz, serving as an incentive for future research in the field of robotics.
Downloads
References
ARKIN, Ronald C. Behaviour-Based Robotics. [S.l.: s.n.], 1998.
ÅSTRÖM, Karl J.; HÄGGLUND, Tore. PID controllers: theory, design, and tuning. 2. ed. [S.l.: s.n.], 1995. v. 1. ISBN 1-55617-516-7.
BASTOS, Fellipe Fonseca. Estudo e Implementação de Controladores Fuzzy e PID para Controle de Direção e Velocidade de um AGV com Visão Computacional. [S.l.: s.n.], 2019.
BEGA, Egídio Alberto et al. Instrumentação Industrial. 2. ed. [S.l.]: Interciência, 2006.
BEZERRA, Clauber G; ALSINA, Pablo Javier; MEDEIROS, A A D de. Um sistema de localizaçao para um robô móvel baseado em odometria e marcos naturais. 2003.
BEZERRA, Clauber Gomes. Localização de Um Robô Móvel Usando Odometria e Marcos Naturais. [S.l.: s.n.], 2004.
ČAPEK, Karel. RUR: Robôs Universais de Rossum. Edição: Rogério Pietro. [S.l.]: Editora Madrepérola, 2021.
DISTEFANO, Joseph J; STUBBERUD, Allen R; WILLIAMS, Ivan J. Sistemas de controle. [S.l.]: Bookman Editora, 2014.
FERNANDES, Leandro Carlos. Análise e implementação de algoritmos para localização de robôs móveis. [S.l.: s.n.], 2003.
GENTILHO, Edno. Instrumentação e Controle PID Embarcado para Cadeiras de Rodas Elétricas Acionada por Sopro e Sucção, 2014.
GOODWIN, G.C; GRAEBE, S.F.; SALGADO, Mario E. Control Systems Design. [S.l.: s.n.], 2001.
ISO. ISO 8362:2021. [S.l.: s.n.], 2021. Disponível em: https://www.iso.org/obp/ui/en/#iso:std:iso:8373:ed-3:v1:en. Acesso: 03 de Dezembro de 2023.
MURRILL, Paul W. Fundamentals of process control theory. [S.l.]: Isa, 1981.
NASCIMENTO, Rafaella Cristianne Alves do. Localização de robôs móveis em ambientes fechados utilizando câmeras montadas no teto. 2014. Diss.(Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
PINTO, Nuno Jorge Ferreira. Implementação e Teste de Soluções de Navegação de Robôs Móveis com Base no Sistema NXT/EV3 da LEGO®, 2016.
SANTOS, Emmanuel Norberto Ribeiro dos. Um Algoritmo de Localização Baseado em Odometria Usando a Plataforma LEGO MINDSTORMS EV3.[S.l.: s.n.], 2023.
SARAIVA, Felipe De Andrade. Métodos de Sintonia em Controladores PID.[S.l.: s.n.], 2011.
STEPHAN, A et al. Performance Analysis of LEGO Mindstorm EV3 Robot with PID Controller for Trajectory Tracking Application. Institute of Electrical e Electronics Engineers (IEEE), p. 1782–1787, jun. 2023. DOI: 10.1109/ICICCS56967.2023.10142757.
ZIEGLER, John G; NICHOLS, Nathaniel B. Optimum settings for automatic controllers. Transactions of the American society of mechanical engineers, American Society of Mechanical Engineers, v. 64, n. 8, p. 759–765, 1942.
