Sessão de Defesa da Dissertação de Mestrado No. 300 do PPGEEC -Uma Metodologia Prática para Localização Baseada em Marcadores Fiduciais e Controle LQR de um Quadrotor DJI Tello

 

 

DISCENTE : GABRIEL DE SOUZA FERNANDES

 

 

DATA : 20/08/2026

 

HORA: 14:30

 

LOCAL: https://conferenciaweb.rnp.br/webconf/lar-laboratorio-de-robotica-ufba

 

TÍTULO: Uma Metodologia Prática para Localização Baseada em Marcadores Fiduciais e Controle LQR de um Quadrotor DJI Tello

 

PALAVRAS-CHAVES: Localizacao visual, controle de quadrirrotores, marcadores fiduciais, identificacao de modelos, controle LQI, controle robusto.

 

RESUMO: Esta dissertação apresenta uma metodologia prática para localização, modelagem e controle de um quadricóptero DJI Tello operando em ambientes internos sem sinal de GPS. O trabalho é motivado pela dificuldade de estabelecer um malha de realimentação confiável em pequenos drones comerciais fora de condições ideais de laboratório, onde sistemas externos de captura de movimento podem não estar disponíveis e a percepção visual é afetada por ruído, oclusões, campo de visão limitado e atraso na comunicação. Em vez de propor uma nova teoria de controle, a dissertação integra técnicas estabelecidas em um fluxo de trabalho experimental reprodutível para testes de voo real com um quadricóptero de baixo custo. A metodologia combina localização baseada em marcadores fiduciais, identificação de modelo orientada por dados e controle LQR com ação integral. O sistema de localização utiliza um modelo de câmera calibrado, um mapa de marcadores conhecido, estimativa de pose com múltiplos marcadores, validação de medições e filtragem de Kalman. Testes estáticos com diferentes configurações de visibilidade dos marcadores demonstram a importância da geometria dos marcadores e justificam o descarte de medições de pose mal condicionadas quando poucos marcadores estão visíveis. O modelo dinâmico é identificado a partir de dados experimentais, utilizando uma representação reduzida de comandos de velocidade que relaciona comandos de alto nível à resposta de translação e guinada (yaw). Um procedimento multiobjetivo NSGA-II é empregado para selecionar parâmetros que equilibram o ajuste de posição e velocidade, enquanto as frentes de Pareto resultantes fornecem intervalos de incerteza para o projeto de um controlador robusto. Uma formulação LQR com ação integral, denominada LQI, é então sintetizada a partir do modelo identificado, levando em conta a incerteza paramétrica. O controlador é aplicado por meio de uma formulação de controle virtual que mapeia a entrada do LQI para a interface de comandos limitados do DJI Tello. Experimentos de voo real, utilizando a localização visual como realimentação, são realizados para o rastreamento de trajetórias circulares e de *waypoints*, sem referência externa de verdade fundamental (*ground truth*) durante os testes finais de controle. Os resultados indicam um comportamento estável e repetível sob restrições práticas de sensoriamento e atuação, revelando também limitações associadas à qualidade da estimativa visual, atraso aparente, acoplamento entre eixos, saturação de comando e à estrutura simplificada do modelo. Em suma, a dissertação contribui com um procedimento fundamentado experimentalmente para a aplicação de localização por marcadores fiduciais, identificação orientada por dados e controle robusto LQR/LQI em um quadricóptero real.

 

 

MEMBROS DA BANCA:

 

 

ANDRE GUSTAVO SCOLARI CONCEIÇÃO (ORIENTADOR) - UFBA (Presidente)

HUMBERTO XAVIER DE ARAUJO (COORIENTADOR)       - UFBA

TIAGO TRINDADE RIBEIRO                                             - UFBA

TITO LUIS MAIA SANTOS                                                - UFBA

ANDRE LUIS MARQUES MARCATO                                    - UFJF

 

Em 18/08/2026