Otimização das características de um chassis tubular de automóvel de competição com tração a duas rodas motrizes

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Localização e planejamento de caminhos para um robô humanóide e um robô escravo com rodas

This work presents the localization and path planning systems for two robots: a non-instrumented humanoid and a slave wheeled robot. The localization of wheeled robot is made using odometry information and landmark detection. These informations are fused using a Extended Kalman Filter. The relative position of humanoid is acquired fusing (using another Kalman Filter) the wheeled robot pose with the characteristics of the landmark on the back of humanoid. Knowing the wheeled robot position and the humanoid relative position in relation to it, we acquired the absolute position of humanoid. The path planning system was developed to provide the cooperative movement of the two robots,incorporating the visibility restrictions of the robotic system

Projeto e construção de um robô móvel AGV/ROV não-holonômico com habilidade para navegação autônoma do tipo wall-following

Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto e a construção de um robô móvel terrestre denominado LOGBOT, com tração de movimento do tipo diferencial – com duas rodas motoras e uma roda livre para manter a estabilidade de sua estrutura em relação à superfície. O controle do robô dispõe dos modos de telemetria e autônomo. No modo de controle por telemetria (ROV), a comunicação do robô com a estação de controle é feita por radiofreqüência a uma distância de até um quilometro em ambientes externos, e até cem metros em ambientes internos. No modo de controle autônomo (AGV), o robô tem habilidade para navegar em ambientes internos e desconhecidos usando sempre a parede à sua esquerda como referência para a trajetória de seu movimento. A seqüência de movimentos para execução da trajetória é enviada para a estação de controle que realiza análises de desempenho do robô. Para executar suas tarefas no modo autônomo, a programação do robô conta com um agente inteligente reativo, que detecta características do ambiente (obstáculos, final de paredes, etc.) e decide sobre qual atitude deve ser executada pelo robô, com objetivo de contornar os obstáculos e controlar a velocidade de suas rodas. Os problemas de erro odométrico e suas correções com base no uso de informações sensoriais externas são devidamente tratados. Técnicas de controle hierárquico do robô como um todo e controle em malha fechada da velocidade das rodas do robô são usadas. Os resultados mostraram que o robô móvel LOGBOT é capaz de navegar, com estabilidade e precisão, em ambientes internos no formato de um corredor (wall following).

Posicionamento e movimentação de um robô humanóide utilizando imagens de uma câmera móvel externa

This work proposes a method to localize a simple humanoid robot, without embedded sensors, using images taken from an extern camera and image processing techniques. Once the robot is localized relative to the camera, supposing we know the position of the camera relative to the world, we can compute the position of the robot relative to the world. To make the camera move in the work space, we will use another mobile robot with wheels, which has a precise locating system, and will place the camera on it. Once the humanoid is localized in the work space, we can take the necessary actions to move it. Simultaneously, we will move the camera robot, so it will take good images of the humanoid. The mainly contributions of this work are: the idea of using another mobile robot to aid the navigation of a humanoid robot without and advanced embedded electronics; chosing of the intrinsic and extrinsic calibration methods appropriated to the task, especially in the real time part; and the collaborative algorithm of simultaneous navigation of the robots

Implementação de rotinas computacionais básicas para cabeça estéreo robótica

O Laboratório de Sistemas Inteligentes do Departamento de Engenharia de Computação e Automação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN -tem como um de seus projetos de pesquisa -Robosense -a construção de uma plataforma robótica móvel. Trata-se de um robô provido de duas rodas, acionadas de forma diferencial, dois braços, com 5 graus de liberdade cada, um cinturão de sonares e uma cabeça estéreo. Como objetivo principal do projeto Robosense, o robô deverá ser capaz de navegar por todo o prédio do LECA, desviando de obstáculos. O sistema de navegação do robô, responsável pela geração e seguimento de rotas, atuará em malha fechada. Ou seja, sensores serão utilizados pelo sistema com o intuito de informar ao robô a sua pose atual, incluindo localização e a configuração de seus recursos. Encoders (sensores especiais de rotação) foram instalados nas rodas, bem como em todos os motores dos dois braços da cabeça estéreo. Sensores de fim-de-curso foram instalados em todas as juntas da cabeça estéreo para que seja possível sua pré-calibração. Sonares e câmeras também farão parte do grupo de sensores utilizados no projeto. O robô contará com uma plataforma composta por, a princípio, dois computadores ligados a um barramento único para uma operação em tempo real, em paralelo. Um deles será responsável pela parte de controle dos braços e de sua navegação, tomando como base as informações recebidas dos sensores das rodas e dos próximos objetivos do robô. O outro computador processará todas as informações referentes à cabeça estéreo do robô, como as imagens recebidas das câmeras. A utilização de técnicas de imageamento estéreo torna-se necessária, pois a informação de uma única imagem não determina unicamente a posição de um dado ponto correspondente no mundo. Podemos então, através da utilização de duas ou mais câmeras, recuperar a informação de profundidade da cena. A cabeça estéreo proposta nada mais é que um artefato físico que deve dar suporte a duas câmeras de vídeo, movimentá-las seguindo requisições de programas (softwares) apropriados e ser capaz de fornecer sua pose atual. Fatores como velocidade angular de movimentação das câmeras, precisão espacial e acurácia são determinantes para o eficiente resultado dos algoritmos que nesses valores se baseiam

Controle dinâmico de robôs móveis com acionamento diferencial

This work addresses the dynamic control problem of two-wheeled differentially driven non-holonomic mobile robot. Strategies for robot positioning control and robot orientating control are presented. Such strategies just require information about the robot con¯guration (x, y and teta), which can be collected by an absolute positioning system. The strategies development is related to a change on the controlled variables for such systems, from x, y and teta to s (denoting the robot linear displacement) and teta, and makes use of the polar coordinates representation for the robot kinematic model. Thus, it is possible to obtain a linear representation for the mobile robot dynamic model and to develop such strategies. It is also presented that such strategies allow the use of linear controllers to solve the control problem. It is shown that there is flexibility to choice the linear controller (P, PI, PID, Model Matching techniques, others) to be implemented. This work presents an introduction to mobile robotics and their characteristics followed by the control strategies development and controllers design. Finally, simulated and experimental results are presented and commented

As guardas de segurança para proteção a motociclistas: características e graus de eficácia

Os acidentes envolvendo veículos de duas rodas, são um dos maiores problemas da segurança rodoviária atual, no âmbito Europeu. Um dos tipos de acidentes que pode causar danos mais graves aos ocupantes desses veículos é o embate com guardas de segurança. Em consequência disso, neste trabalho foram desenvolvidas opiniões, abonatórias ou não, ao uso de dispositivos de proteção para motociclistas acoplados nas guardas de segurança. Estas opiniões vão partir de dados estatísticos, de estudos e exemplos concretos de vários autores e publicações relacionados com esta temática, sendo que o tipo de dispositivo de proteção para motociclistas que vai estar mais em foco e sendo ele o mais habitual nas estradas portuguesas será a saia metálica. Estes dispositivos de segurança para motociclistas ainda não são de uso obrigatório nas guardas de segurança na maioria dos países do continente Europeu, segundo a norma europeia EN 1317, apesar deste tipo de proteção já estar normalizada segundo padrões de lesões biomecânicos na zona da cabeça, cervical e anca/abdómen descritos na norma EN 1317 UNE 135900 – 1:2003, em alguns países é descurado o uso destas proteções, por não serem obrigatórias e porque ainda se tornam mais dispendiosas que as guardas de segurança habituais (barreiras de metal simples). Este estudo serviu essencialmente para verificar se estes dispositivos salvaguardam ou não a vida dos utilizadores de duas rodas, pois, se pelo contrário, aumentam ainda o risco, ou de lesões mais gravosas ou mesmo de morte, aquando o embate com as mesmas, os gastos associados a este tipo de equipamentos serão totalmente inúteis e desnecessários.

Via, homem e veiculo: fatores de risco associados a gravidade dos acidentes de transito

OBJETIVO Analisar as características das vítimas, vias e veículos envolvidos em acidentes de trânsito e os fatores de risco de acidentes com ocorrência de óbito.  MÉTODOS Estudo de coorte não concorrente considerando os acidentes de trânsito em Fortaleza, CE, de janeiro de 2004 a dezembro de 2008. Foram utilizados dados do Sistema de Informação de Acidente de Trânsito de Fortaleza, do Sistema de Informações de Mortalidade, do Sistema de Informações Hospitalares e dos bancos de dados de Habilitação e Veículos do Departamento Estadual de Trânsito. Técnicas de relacionamento determinístico e probabilístico foram aplicadas para integrar as bases de dados. Efetuou-se a análise descritiva das variáveis relativas às pessoas, às vias, aos veículos e ao tempo. Foram utilizados os modelos lineares generalizados na investigação de fatores de risco para óbito por acidente de trânsito. O ajuste do modelo foi verificado pela razão de verossimilhança e análise ROC.  RESULTADOS Registraram-se 118.830 acidentes no período. Predominaram colisão/abalroamento (78,1%), atropelamentos (11,9%) e choque com obstáculo fixo (3,9%) e com motocicletas (18,1%). Ocorreram óbitos em 1,4% dos acidentes. Estiveram independentemente associados ao óbito por acidente de trânsito: bicicletas (OR = 21,2; IC95% 16,1;27,8), atropelamentos (OR = 5,9; IC95% 3,7;9,2), choque com obstáculo fixo (OR = 5,7; IC95% 3,1;10,5) e acidentes com motociclistas (OR = 3,5; IC95% 2,6;4,6). Os principais fatores contribuintes foram envolvimento de uma única pessoa (OR = 6,6; IC95% 4,1;10,73), presença de condutores não habilitados (OR = 4,1; IC95% 2,9;5,5) um único veículo envolvido (OR = 3,9; IC95% 2,3;6,4), sexo masculino (OR = 2,5; IC95% 1,9;3,3), tráfego em vias de jurisdição federal (OR = 2,4; IC95% 1,8;3,7), horário madrugada (OR = 2,4; IC95% 1,8;3,0) e dia de domingo (OR = 1,7; IC95% 1,3;2,2), todas ajustadas segundo modelo log-binomial.  CONCLUSÕES As ações de promoção e prevenção de acidentes no trânsito devem focar os acidentes com veículos de duas rodas, que mais frequentemente envolvem uma única pessoa, não habilitada, do sexo masculino, em horários noturnos, em finais de semana e nas vias onde se desenvolvem maiores velocidades.

Desenvolvimento de equipamento motorizado para aplicação líquida de produtos fitossanitários na cultura do café

O trabalho teve como objetivo desenvolver um protótipo aplicador de líquidos na superfície do solo para cafezais localizados em regiões de topografia acidentada ou cultivados em sistema de plantio adensado. O protótipo do aplicador construído é um trator de rabiças acionado por um motor de dois tempos a gasolina, de 2,61 kW (3,5 cv), com duas rodas motrizes com bitola de 0,60 m e uma terceira roda direcional, equipado com sistema de pulverização dotado de depósito de 40 L, bomba centrífuga, filtros de linha, regulador de pressão, manômetro, mangueiras, válvulas e suporte de bicos. Para avaliar a eficiência do protótipo, foram instalados dois experimentos de campo em São Sebastião do Paraíso - MG (2003 e 2004), onde foram aplicados inseticidas sistêmicos para o controle da cigarra. Os métodos de aplicação avaliados foram: aplicação em faixa, filete, "drench" contínuo e "drench" intermitente. O protótipo aplicador de líquidos à superfície do solo atendeu aos objetivos propostos, visto que conseguiu realizar o controle químico de cigarras com destaque para a aplicação em "drench" contínuo. O protótipo, se equipado para aplicar simultaneamente nos dois lados da planta, apresentará capacidade de campo operacional semelhante à do equipamento tratorizado.

Aplicador de herbicidas com pavios de corda: primeiros resultados de controle

Os aplicadores de herbicidas baseados em pavios de corda foram introducidos e largamente aceitos nos EUA a partir de 1978, devido a sua grande simplicidade, baixo custo operacional e economia do herbicida. Um protótipo fabricado com material inteiramente nacional, montado sobre duas rodas de bicicleta, tracionado pelo homem, tendo uma barra de 2 metros de comprimento, foi desenvolvido pelo departamento de defesa fitossanitária da Faculdade de Ciência Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal - UNESP e submetido a um ensaio preliminar. A área estava uniformemente coberta com vegetação natural, com altura média de 55 cm e a maioria das plantas daninhas em estádio de maturação das sementes. O aplicador foi deslocado à velocidade de 2,7 km/h, com consumo médio de 9,3 litros de calda por hectare, tendo aplicado diluições de glyphosate em água, nas proporções de 1:2, 1:4 e 1:6 (produto comercial: água) e comparado à pulverização convencional tratorizada, efetuada com velocidade de 4,2 km/h e consumo de 4 litros de produto comercial com 310 litros de água por hectare. As avaliações do controle foram efetuadas através da determinação da biomassa epígea por ocasião de aplicação aos 15 e 33 dias após , além da atribuição de notas aos 33 dias da aplicação. Os resultados mostraram-se promissores para o protótipo, que pode desde já ser considerado um precioso instrumento para o manejo de plantas daninhas.

Teores de colesterol de lingüiças de frango "light" e tradicionais submetidas a diferentes condições de estocagem

Objetivou-se na presente pesquisa investigar os teores de gorduras e colesterol de lingüiças de frango processadas sob a forma "light" e "tradicional", quando submetidas a condições de estocagem sob refrigeração e congelamento. Na elaboração das lingüiças tipo frescal utilizou-se carne de frango branca, escura e pele, adicionados de condimentos naturais e antioxidantes comerciais ou ácido ascórbico. Seis tratamentos e doze formulações foram desenvolvidos, sendo que seis formulações foram de lingüiças tradicionais e seis de lingüiças "light". O tratamento 1 constou de produtos sem adição de antioxidante, denominado controle; o tratamento 2 foi formulado com o antioxidante ácido ascórbico 0,25%; os tratamentos 3, 4 e 5 foram formulados com antioxidantes comercias ("Kraki", "Duas Rodas" e "Adicon"), conforme especificações dos fabricantes, e finalmente, o tratamento 6 que constou de formulação idêntica ao tratamento 5, porém adicionado de líquido defumante. As lingüiças foram estocadas a temperatura de refrigeração (5-10&deg;C) por 22 dias, e de congelamento (-20&deg;C) por 90 dias. Foram determinados na matéria-prima (carne de frango e pele) e nas lingüiças armazenadas, os teores de gordura e colesterol. Os resultados mostraram que os teores de colesterol variaram em função da formulação das lingüiças tradicional e "light", apresentando estas, em relação às tradicionais, uma redução significativa destes componentes. A estocagem refrigerada e congelada influenciou significativamente (P< 0,05) na concentração de colesterol das lingüiças "light". A efetiva ação dos antioxidantes comerciais utilizados nos tratamentos 5 e 6 foi claramente observada, onde não houve variação significativa do teor de colesterol ao longo do período de estocagem refrigerada e/ou congelada.

Desenvolvimento de equipamento motorizado para aplicação líquida de produtos fitossanitários na cultura do café

O trabalho teve como objetivo desenvolver um protótipo aplicador de líquidos na superfície do solo para cafezais localizados em regiões de topografia acidentada ou cultivados em sistema de plantio adensado. O protótipo do aplicador construído é um trator de rabiças acionado por um motor de dois tempos a gasolina, de 2,61 kW (3,5 cv), com duas rodas motrizes com bitola de 0,60 m e uma terceira roda direcional, equipado com sistema de pulverização dotado de depósito de 40 L, bomba centrífuga, filtros de linha, regulador de pressão, manômetro, mangueiras, válvulas e suporte de bicos. Para avaliar a eficiência do protótipo, foram instalados dois experimentos de campo em São Sebastião do Paraíso - MG (2003 e 2004), onde foram aplicados inseticidas sistêmicos para o controle da cigarra. Os métodos de aplicação avaliados foram: aplicação em faixa, filete, drench contínuo e drench intermitente. O protótipo aplicador de líquidos à superfície do solo atendeu aos objetivos propostos, visto que conseguiu realizar o controle químico de cigarras com destaque para a aplicação em drench contínuo. O protótipo, se equipado para aplicar simultaneamente nos dois lados da planta, apresentará capacidade de campo operacional semelhante à do equipamento tratorizado.