An optical flow-based sensing system for reactive mobile robot navigation

This work discusses the use of optical flow to generate the sensorial information a mobile robot needs to react to the presence of obstacles when navigating in a non-structured environment. A sensing system based on optical flow and time-to-collision calculation is here proposed and experimented, which accomplishes two important paradigms. The first one is that all computations are performed onboard the robot, in spite of the limited computational capability available. The second one is that the algorithms for optical flow and time-to-collision calculations are fast enough to give the mobile robot the capability of reacting to any environmental change in real-time. Results of real experiments in which the sensing system here proposed is used as the only source of sensorial data to guide a mobile robot to avoid obstacles while wandering around are presented, and the analysis of such results allows validating the proposed sensing system.

Campo térmico e higrométrico da Regional Praia do Canto no município de Vitória (ES)

Nesta pesquisa foi analisado o comportamento térmico e higrométrico em diferentes locais da Regional Praia do Canto no município de Vitória (ES) tanto no período chuvoso quanto no seco por meio da técnica de transecto móvel. A análise confirmou que as mudanças de uso e cobertura da terra associado com as características do relevo influenciam diretamente as variáveis meteorológicas, neste caso a temperatura do ar e umidade relativa do ar. A análise das condições médias de temperatura do ar e umidade relativa do ar permitiu observar dois núcleos aquecidos um ao norte e outro ao sul na área em estudo. Às 15h, tanto no verão como no inverno, a temperatura do ar atingiu o valor máximo e as taxas de umidade relativa, o seu valor mínimo. No verão e inverno, as áreas mais aquecidas ficaram bem definidas, áreas correspondentes aos núcleos aquecidos. As maiores influências do tecido urbano nas variáveis meteorológicas foram verificadas sob atuação da Alta Subtropical do Atlântico Sul. A maritimidade têm um peso importante no comportamento topoclimático urbano, sobre tudo na parte da manhã e da tarde. Na porção centro-leste da área em estudo observou-se até 3ºC a menos nos períodos vespertinos em relação aos pontos localizados na porção norte e sul. Os pontos à centroleste sofrem influência direta dos efeitos da maritimidade e dos arranjos dos prédios que formam sombreamento (Cânions Urbanos), fato que dificulta a formação de núcleos aquecidos durante o dia sobre esta porção. Foram observadas nos dois períodos, tanto no período chuvoso (verão) como também, no período seco (inverno), elevado gradiente térmico, estes localizadas onde há intenso fluxo de veículos, e também nas áreas de construção mais verticalizadas. A intensidade do gradiente térmico é maior sobre a atuação da Alta Subtropical do Atlântico Sul. Às 09 horas, são registrados os maiores gradientes térmicos para os dois períodos analisados. A umidade relativa do ar mantevese elevada durante os dois campos, tanto no verão quanto inverno. Os menores valores de umidade foram registrados em pontos que compõem o núcleo aquecido verificado na parte norte da área em estudo. Em virtude do comportamento das variáveis observadas foram identificadas três unidades Topoclimáticas Urbanas na Regional Praia do Canto.

Um algoritmo PSO híbrido para planejamento de caminhos em navegação de veículos utilizando A*

Utilizar robôs autônomos capazes de planejar o seu caminho é um desafio que atrai vários pesquisadores na área de navegação de robôs. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo implementar um algoritmo PSO híbrido para o planejamento de caminhos em ambientes estáticos para veículos holonômicos e não holonômicos. O algoritmo proposto possui duas fases: a primeira utiliza o algoritmo A* para encontrar uma trajetória inicial viável que o algoritmo PSO otimiza na segunda fase. Por fim, uma fase de pós planejamento pode ser aplicada no caminho a fim de adaptá-lo às restrições cinemáticas do veículo não holonômico. O modelo Ackerman foi considerado para os experimentos. O ambiente de simulação de robótica CARMEN (Carnegie Mellon Robot Navigation Toolkit) foi utilizado para realização de todos os experimentos computacionais considerando cinco instâncias de mapas geradas artificialmente com obstáculos. O desempenho do algoritmo desenvolvido, A*PSO, foi comparado com os algoritmos A*, PSO convencional e A* Estado Híbrido. A análise dos resultados indicou que o algoritmo A*PSO híbrido desenvolvido superou em qualidade de solução o PSO convencional. Apesar de ter encontrado melhores soluções em 40% das instâncias quando comparado com o A*, o A*PSO apresentou trajetórias com menos pontos de guinada. Investigando os resultados obtidos para o modelo não holonômico, o A*PSO obteve caminhos maiores entretanto mais suaves e seguros.