Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 2: Itabira PPG - Programas de Pós-Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Análise e implementação de um algoritmo de sensação de movimento em uma plataforma de 2 graus de liberdade para treinamento de operadores de caminhões fora de estrada
Autor(es): BORGES, Lucas Alves
Primeiro Orientador: VITOR, Giovani Bernardes
metadata.dc.contributor.advisor-co1: RODOR, Fadul Ferrari
Resumo: Os simuladores de veículos em ambientes de mineração desempenham um papel cada vez mais vital no desenvolvimento e capacitação de operadores, oferecendo alta segurança, confiabilidade, baixo custo e a possibilidade de criar cenários que seriam difíceis de reproduzir em condições reais. No entanto, devido a restrições espaciais, os simuladores não conseguem replicar integralmente os movimentos dos veículos reais, em especial os caminhões fora de estrada, como o CAT793F, que apresentam comportamentos característicos em aceleração, frenagem, curvas e outros deslocamentos. Este trabalho apresenta uma metodologia para a implementação de um Algoritmo de Motion Cueing (MCA) do tipo washout em uma base de movimento com dois graus de liberdade (degrees of freedom - DoF), projetada para simular os movimentos de pitch e roll, condizentes com as condições operacionais dos caminhões em ambientes de mina. O algoritmo proposto foi comparado com a parametrização utilizada por outro autor e apresentou resultados promissores, com melhor representação do movimento, menor atraso de resposta e redução de ruídos provenientes do sistema. A avaliação dos resultados foi conduzida em três etapas principais: inicialmente por meio da análise objetiva utilizando o OMCT (Objective Motion Cueing Test), seguida pela comparação com a resposta esperada do sistema vestibular humano, destacando boa similaridade especialmente nos canais semicirculares. Por fim, foram consideradas as influências de ruídos e perturbações observadas na resposta da plataforma, sendo que esses desvios estão fortemente associados aos efeitos dinâmicos decorrentes da ausência de ancoragem da base ao solo. Essa condição favorece deslocamentos indesejados e desbalanceamentos durante os movimentos, interferindo diretamente na precisão da simulação e na estabilidade do sistema.
Abstract: Vehicle simulators in mining environments play an increasingly vital role in the development and training of operators, offering high safety, reliability, low cost, and the ability to create scenarios that would be difficult to reproduce under real conditions. However, due to spatial constraints, simulators cannot fully replicate the movements of real vehicles, especially off-highway trucks like the CAT793F, which exhibit distinct behaviors in acceleration, braking, turning, and other maneuvers. This work presents a methodology for implementing a washout-type Motion Cueing Algorithm (MCA) on a motion platform with two degrees of freedom (DoF), designed to simulate pitch and roll movements consistent with the operating conditions of mining trucks. The proposed algorithm was compared with an alternative approach and showed promising results, with better motion representation, lower response delay, and reduced system-induced noise. The evaluation of the results was conducted in three main stages: initially through an objective analysis using the OMCT (Objective Motion Cueing Test), followed by a comparison with the expected response of the human vestibular system, highlighting a good similarity, especially in the semicircular canals. Finally, the influences of noise and disturbances observed in the platform’s response were considered, with these deviations being strongly associated with dynamic effects resulting from the lack of anchoring of the base to the ground. This condition favors undesired displacements and imbalances during motion, directly affecting the accuracy of the simulation and the stability of the system.
Palavras-chave: Algoritmo de sensação de movimento
Motion cueing algorithm
Plataforma de movimentos
Motion platform
Sistema Vestibular
Vestibular system
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: PPG - Programas de Pós Graduação - Itabira
metadata.dc.publisher.program: PPG - Programas de Pós Graduação - Itabira
Citação: BORGES, Lucas Alves. Análise e implementação de um algoritmo de sensação de movimento em uma plataforma de 2 graus de liberdade para treinamento de operadores de caminhões fora de estrada. 2025. 71 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Computação) - Instituto de Ciências Tecnológicas, Universidade Federal de Itajubá, Campus Theodomiro Carneiro Santiago. Itabira, 2025. Disponível em: <https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4323>. Acesso em: dd mm aaaa.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4323
Data do documento: 2-Jul-2025
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