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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40741
Tipo: Tese
Título: Análise e construção de aceleradores em hardware para o cálculo do menor caminho em planejamento de rotas de robôs
Título(s) alternativo(s): Analysis and construction of hardware accelerators for shortest path calculation in robot route planning
Autor(es): Esteves, Linton Thiago Costa
Primeiro Orientador: Oliveira, Wagner Luiz Alves de
Segundo Orientador: Farias, Paulo César Machado de Abreu
metadata.dc.contributor.referee1: Oliveira, Wagner Luiz Alves de
metadata.dc.contributor.referee2: Farias, Paulo César Machado de Abreu
metadata.dc.contributor.referee3: Dias, Anfranserai Morais
metadata.dc.contributor.referee4: Moreno Ordonez, Edward David
metadata.dc.contributor.referee5: Ferreira Neto, Nelson Alves
Resumo: Este trabalho propõe uma análise e otimização para o cálculo do menor caminho no planejamento de rotas para robôs móveis. A solução proposta visa apresentar uma alternativa de alto desempenho que possa atender às restrições de tempo necessárias para processamento em robôs. Para isso, foi construída uma arquitetura focada em paralelismo a ser embarcada em hardware dedicado. Através da exploração de paralelismo, a solução visa apresentar, além de uma melhoria de desempenho, uma adaptação dinâmica às mudanças no grafo de possíveis movimentações a ser analisado, uma vez que arestas podem ser inseridas ou removidas de forma temporalmente aleatória conforme as mudanças no ambiente. Este trabalho demonstra a arquitetura desenvolvida juntamente com seus resultados. O grafo da aplicação é atualizado de forma eficiente através de uma matriz de obstáculos, resultando em uma melhoria notável de 120 vezes para grafos com 1.024 nós. Ao utilizar um dispositivo de baixo custo como o Cyclone IV E, é atingido desempenho cerca de 20 vezes superior a de uma aplicação equivalente em software para um grafo com 1024 nós.
Abstract: This work proposes an analisys and optimization for the calculation of the shortest path in route planning for mobile robots. The suggested solution aims to present a high-performance alternative that can meet the time constraints necessary for robots processing . To do so, we propose an architecture focused on parallelism to be embedded in dedicated hardware. Through the exploitation of parallelism, the solution aims to present, in addition to a performance improvement, a dynamic adaptation to changes in the graph of possible movements to be analyzed, since edges could be inserted or deleted in a temporally random manner as the environment changes. This work demonstrates the architecture developed together with its results. This application graph updating process efficiently updates obstacle matrices, resulting in a remarkable 120-fold improvement for 1024-node graphs. When utilizing a cost-effective device like the Cyclone IV E, it achieves approximately 20 times the performance of an equivalent software applications.
Palavras-chave: Dijkstra
Robôtica
Robôs móveis
Estudo de rotas
Simulação (Computadores)
Circuitos integrados
Integrated circuits
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO::ARQUITETURA DE SISTEMAS DE COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) 
Citação: ESTEVES, Linton Thiago Costa. Análise e construção de aceleradores em hardware para o cálculo do menor caminho em planejamento de rotas de robôs. 2024. 110 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica ) - Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40741
Data do documento: 30-Out-2024
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