Integrated architecture for vision-based indoor localization and mapping of a quadrotor micro-air vehicle

Atualmente os sistemas de pilotagem autónoma de quadricópteros estão a ser desenvolvidos de forma a efetuarem navegação em espaços exteriores, onde o sinal de GPS pode ser utilizado para definir waypoints de navegação, modos de position e altitude hold, returning home, entre outros. Contudo, o problema de navegação autónoma em espaços fechados sem que se utilize um sistema de posicionamento global dentro de uma sala, subsiste como um problema desafiante e sem solução fechada. Grande parte das soluções são baseadas em sensores dispendiosos, como o LIDAR ou como sistemas de posicionamento externos (p.ex. Vicon, Optitrack). Algumas destas soluções reservam a capacidade de processamento de dados dos sensores e dos algoritmos mais exigentes para sistemas de computação exteriores ao veículo, o que também retira a componente de autonomia total que se pretende num veículo com estas características. O objetivo desta tese pretende, assim, a preparação de um sistema aéreo não-tripulado de pequeno porte, nomeadamente um quadricóptero, que integre diferentes módulos que lhe permitam simultânea localização e mapeamento em espaços interiores onde o sinal GPS ´e negado, utilizando, para tal, uma câmara RGB-D, em conjunto com outros sensores internos e externos do quadricóptero, integrados num sistema que processa o posicionamento baseado em visão e com o qual se pretende que efectue, num futuro próximo, planeamento de movimento para navegação. O resultado deste trabalho foi uma arquitetura integrada para análise de módulos de localização, mapeamento e navegação, baseada em hardware aberto e barato e frameworks state-of-the-art disponíveis em código aberto. Foi também possível testar parcialmente alguns módulos de localização, sob certas condições de ensaio e certos parâmetros dos algoritmos. A capacidade de mapeamento da framework também foi testada e aprovada. A framework obtida encontra-se pronta para navegação, necessitando apenas de alguns ajustes e testes.

effects of weight and injected dose in the liver’s Signal-to-Noise Ratio in patients submitted to PET/CT scans

The quality of the image of 18F-FDG PET/CT scans in overweight patients is commonly degraded. This study evaluates, retrospectively, the relation between SNR, weight and dose injected in 65 patients, with a range of weights from 35 to 120 kg, with scans performed using the Biograph mCT using a standardized protocol in the Nuclear Medicine Department at Radboud University Medical Centre in Nijmegen, The Netherlands. Five ROI’s were made in the liver, assumed to be an organ of homogenous metabolism, at the same location, in five consecutive slices of the PET/CT scans to obtain the mean uptake (signal) values and its standard deviation (noise). The ratio of both gave us the Signal-to- Noise Ratio in the liver. With the help of a spreadsheet, weight, height, SNR and Body Mass Index were calculated and graphs were designed in order to obtain the relation between these factors. The graphs showed that SNR decreases as the body weight and/or BMI increased and also showed that, even though the dose injected increased, the SNR also decreased. This is due to the fact that heavier patients receive higher dose and, as reported, heavier patients have less SNR. These findings suggest that the quality of the images, measured by SNR, that were acquired in heavier patients are worst than thinner patients, even though higher FDG doses are given. With all this taken in consideration, it was necessary to make a new formula to calculate a new dose to give to patients and having a good and constant SNR in every patient. Through mathematic calculations, it was possible to reach to two new equations (power and exponential), which would lead to a SNR from a scan made with a specific reference weight (86 kg was the considered one) which was independent of body mass. The study implies that with these new formulas, patients heavier than the reference weight will receive higher doses and lighter patients will receive less doses. With the median being 86 kg, the new dose and new SNR was calculated and concluded that the quality of the image remains almost constant as the weight increases and the quantity of the necessary FDG remains almost the same, without increasing the costs for the total amount of FDG used in all these patients.