Optimização de rotas na recolha de leite

O presente relatório tem por objectivo apresentar e descrever de forma detalhada o projecto “Optimização de rotas na recolha de leite”. Este projecto foi conduzido no âmbito do estágio curricular, realizado na parte não-lectiva do Mestrado em Sistemas de Informação de Gestão, do Instituto Superior de Contabilidade e Administração de Coimbra, tendo decorrido na empresa Lacticoop entre 03 de Outubro de 2011 e 27 de Julho de 2012. O projecto surge da necessidade da empresa optimizar as suas rotas de recolha de leite. Essa optimização pode ser subdividida em duas partes distintas: i) a recolha de dados, características e processos relativos à empresa e aos sistemas com que labora; ii) e o desenvolvimento do software necessário para a optimização de uma componente desses sistemas, associada ao processo de recolha de leite. O primeiro ponto envolve a recolha de informação sobre a política interna da empresa, a recolha de dados acerca dos veículos, rotas, consumos e condutores, assim como o levantamento de procedimentos e tecnologias utilizadas. O segundo ponto envolve a modelação do problema em estudo, o levantamento das necessidades de software para implementar o sistema de informação, a avaliação de soluções de software e desenvolvimento/adaptação da aplicação informática, assim como a implementação do software desenvolvido / adaptado e testes. Actualmente a empresa não dispõe de qualquer automatismo para a definição de rotas, sendo o processo de escalonamento de rotas feito manualmente. Este processo é bastante moroso e complexo, envolvendo a troca de informações entre o gestor e os condutores das viaturas. É um processo gradual, numa sequência de detecção de erros e correcção desses mesmos erros. Esta metodologia conduz a soluções bastante ineficientes, desde logo pela desactualização das soluções relativamente à efemeridade dos dados, especialmente ao nível de quantidades de recolha do produto. A razão da escolha de um sistema informático que permita optimizar as rotas prende-se essencialmente com a rapidez na obtenção de soluções e na capacidade de integração de dados actualizados. Este processo recorre a técnicas e modelos de optimização que envolvem o problema de Rotas de Veículos (Vehicle Routing Problem), sendo, em geral, um problema de difícil resolução em função do número de clientes envolvidos. Todavia, trata-se de um sistema que traz enormes benefícios no apoio ao processo de decisão por parte do gestor. Neste estágio pretendeu-se, como objectivo principal, desenvolver uma aplicação que permita optimizar as rotas dos veículos envolvidos no processo de recolha de leite. Os benefícios do sistema na diminuição de distâncias percorridas pelas viaturas de recolha e no aumento da eficiência do sistema de transportes, serão evidenciados no trabalho desenvolvido. A aplicação foi criada no software Eclipse (utilizando a linguagem Java). Na primeira fase do projecto estava previsto monitorizar as rotas e consumos dos veículos através da tecnologia de geo-posicionamento por satélite (GPS), de forma a atribuir comissões sobre a poupança de combustível aos condutores dos veículos. Não foi possível concluir esta fase devido à inexistência dessa tecnologia nas viaturas e pelo facto de a empresa ter retirado essa prioridade a esse investimento.

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.