Sistema de emergência do Robô

Introdução

Ao desenvolver projetos que envolvem a execução de robôs teleoperados, é de extrema importância pensar em maneiras para interromper a operação do robô em qualquer momento e de forma fácil e prática, com a finalidade de evitar possíveis eventualidades e riscos que podem trazer problemas ao projeto, para que os testes do protótipo sejam feitos com segurança no ambiente, e também para facilitar a interrupção da operação caso o robô não esteja realizando os comandos em conformidade com o que era esperado.

Sistema de Emergência

Pensando em um robô teleoperado, um mecanismo de emergência foi criado neste projeto, permitindo o operador enviar um comando de parada imediata ao robô através da CLI para o TurtleBot, em caso de qualquer eventualidade ou risco observado.

Para interromper a operação do robô durante a execução dos comandos desejados pelo usuário, basta pressionar a tecla Q na CLI. Isso fará com que a execução do script seja interrompida imediatamente e o robô pare de realizar suas ações.

Na figura abaixo, é possível ver o prompt que faz o robô parar completamente.

Como utilizar a parada de emergência

imagem

Fonte: Elaborado por Cannabot

Com o sistema de emergência podendo ser acionado a qualquer instante, é adicionada uma camada a mais de proteção ao operador e ao próprio robô. Garantir que o robô pare imediatamente evita grandes complicações e aumenta significativamente a segurança.

Tudo isso é garantido com a biblioteca Typer, que possibilita a criação da CLI e dentro dela a definição de ações quando determinada tecla for pressionada.

No código abaixo, é possível notar que todos os parâmetros de velocidade são definidos como zero no instante em que o usuário pressiona a tecla Q.

Função que define uma exceção quando uma tecla for pressionada

def show_menu():
    questions = [
        {
            'type': 'list',
            'name': 'action',
            'message': 'What do you want to do?',
            'choices': ['front', 'back', 'left', 'right', 'exit', 'stop'],
        },
    ]
    # Definição da tecla Q 
    keybindings: InquirerPyKeybindings = {
        "interrupt": [{"key": "q"}, {"key": "c-c"}],
    }

    try:
        return prompt(questions, keybindings=keybindings)['action']
    except KeyboardInterrupt:
        return 'panic'

Logo que a tecla Q é pressionada, ocorre o acionamento da função de parada de emergência que interrompe completamente o movimento do robô, definindo a movimentação para zero em todos os eixos e desligando o nó ROS em seguida.

Ao entrar no código da função Main, é possível ver que a função que zera toda a velocidade do robô é acionada imediatamente, seguida pela destruição do nó ROS, o que interrompe completamente a comunicação e torna a solução mais segura.

Desligamento completo do robô

def main():
    rclpy.init(args=None)
    robot = TurtleBot()

    print(
"""
Se em qualquer momento você desejar parar o robô, pressione 'Q'.
"""
    )
    while True:
        action = show_menu()
        match action:
            case 'panic':
                print("Parada de emergência")
                robot.emergency_stop()
                robot.destroy_node()
                rclpy.shutdown()
                exit()

Função que para o robô completamente

    def emergency_stop(self):
        self.move(Vector3(x=0.0, y=0.0, z=0.0), Vector3(), 0.0)

Assim, quando o usuário pressiona a tecla Q, o robô tem todos os seus parâmetros de velocidade definidos como zero, a comunicação entre nós ROS é interrompida e o sistema do robô é desligado por completo.

Conclusão

Dessa forma, é possível dizer que a implementação de um sistema de emergência ao robô teleoperado é crucial para garantir a segurança para que o robô opere conforme o esperado. Ao permitir que o operador interrompa imediatamente as operações do robô através de um comando simples, pressionando a tecla Q, potenciais riscos e eventualidades podem ser mitigados de forma eficaz.

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