A necessidade de criar um auxiliar de locomoção é cada vez maior devido a um número crescente de pessoas com dificuldades motoras, tais como pessoas idosas e pessoas incapacitadas. Assim, o projeto IntellWheels nasceu com esse intuito, estando neste momento na segunda iteração. Este projeto consiste em usar uma cadeira de rodas motorizada comercial e transforma-la numa cadeira de rodas inteligente. Neste âmbito, esta dissertação enquadra-se no projeto com o objetivo de criar um sistema de navegação em ambientes interiores para uma cadeira de rodas inteligente. O projeto de navegação em ambientes interiores de uma cadeira de rodas Inteligente é baseado num sistema de navegação 2D e é construído com ROS como estrutura de desenvolvimento. Como método de localização são usadas técnicas de localização e mapeamento em simultâneo e o algoritmo escolhido é o LaMa. Para a navegação da cadeira de rodas num ambiente interior é usado um pacote ROS chamado move base. Este pacote irá enviar para a cadeira de rodas ordens de movimento em função da sua posição e das leituras dos sensores. No âmbito de sensorização são usados dois sensores LiDAR. Estes sensores estão colocados de forma a obter um campo de visão de 360 graus à volta da cadeira de rodas. Realizaram-se testes para a escolha do planeador local com base na energia consumida, tempo de trajeto e reatividade e concluiu-se que o melhor planeador para este projeto é o TEB. Foi escolhido o valor do parâmetro neutral cost presente no planeador global sendo o seu valor 50. De forma a que a cadeira de rodas consiga atravessar lugares de 88 cm foi usado uma resolução de mapas de custos igual a 0.05 m/cel. Foi desenvolvido um algoritmo chamado orientationFilter* capaz de escolher o modo de orientação da cadeira de rodas com base no espaço livre em torno da cadeira de rodas. Este projeto cumpre com o objetivo proposto de criar um sistema de navegação completamente autónomo e reativo. Ou seja, o sistema é capaz de navegar num ambiente interior, sendo capaz de adaptar o seu percurso na presença de pessoas e obstáculos dinâmicos no seu caminho. Estas decisões s~ao tomadas pelo sistema, sendo que o utilizador apenas tem que se preocupar com o local para onde pretende ir.

In an ever-growing population, the number of people that needs help to move is increasing. Elderly and disabled people are examples of such cases. In order to help this population, the IntellWheels project was born, and at the moment it is in its second iteration. The project consists of turning a motorized commercial wheelchair into an intelligent one. This dissertation fits in this project in the topic of indoor environment navigation of an intelligent wheelchair. The indoor environment navigation with an intelligent wheelchair project is based on 2D navigation and uses ROS as a framework. To estimate the position of the wheelchair in the world, the system uses techniques of simultaneous localization and mapping, more precisely it uses the LaMa algorithm. As for the navigation of the wheelchair in an indoor environment, the system uses the move base ROS package. This package is going to send to the wheelchair move orders based on its position and based on the wheelchair sensor readings. The wheelchair is equipped with two LiDAR sensors, diagonally attached in a way that it increases the field of view. In order to choose the local planner, tests were made based on the energy consumed, time of travel and if it is reactive. The best local planner for this project is TEB. Tests made concluded that the best neutral cost value is 50. In order for the wheelchair com pass through 88 cm wide long passage, the costmaps resolution is 0.05 m/cel. Also, it has been developed an algorithm called orientationFilter* capable of choosing the wheelchairs orientation based on available area around the wheelchair. This project fulfils the proposed objectives of creating a fully autonomous and reactive navigation system. This means that the system is capable of navigating in an indoor environment and, at the same time, is capable of adapting to unforeseen situations such as avoiding people in its path. The behavior of the wheelchair is fully controlled by the system, and the user's only concern is the desired destination.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações