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

Desenvolvimento e testes de software de um receptor de GPS para uso espacial

Spacecraft move with high speeds and suffer abrupt changes in acceleration. So, an onboard GPS receiver could calculate navigation solutions if the Doppler effect is taken into consideration during the satellite signals acquisition and tracking. Thus, for the receiver subject to such dynamic cope these shifts in the frequency signal, resulting from this effect, it is imperative to adjust its acquisition bandwidth and increase its tracking loop to a higher order. This paper presents the changes in the GPS Orion s software, an open architecture receiver produced by GEC Plessey Semiconductors, nowadays Zarlink, in order to make it able to generate navigation fix for vehicle under high dynamics, especially Low Earth Orbit satellites. GPS Architect development system, sold by the same company, supported the modifications. Furthermore, it presents GPS Monitor Aerospace s characteristics, a computational tool developed for monitoring navigation fix calculated by the GPS receiver, through graphics. Although it was not possible to simulate the software modifications implemented in the receiver in high dynamics, it was observed that the receiver worked in stationary tests, verified also in the new interface. This work also presents the results of GPS Receiver for Aerospace Applications experiment, achieved with the receiver s participation in a suborbital mission, Operation Maracati 2, in December 2010, using a digital second order carrier tracking loop. Despite an incident moments before the launch have hindered the effective navigation of the receiver, it was observed that the experiment worked properly, acquiring new satellites and tracking them during the VSB-30 rocket flight.

Localização de um robô móvel usando odometria e marcos naturais

Several methods of mobile robot navigation request the mensuration of robot position and orientation in its workspace. In the wheeled mobile robot case, techniques based on odometry allow to determine the robot localization by the integration of incremental displacements of its wheels. However, this technique is subject to errors that accumulate with the distance traveled by the robot, making unfeasible its exclusive use. Other methods are based on the detection of natural or artificial landmarks present in the environment and whose location is known. This technique doesnt generate cumulative errors, but it can request a larger processing time than the methods based on odometry. Thus, many methods make use of both techniques, in such a way that the odometry errors are periodically corrected through mensurations obtained from landmarks. Accordding to this approach, this work proposes a hybrid localization system for wheeled mobile robots in indoor environments based on odometry and natural landmarks. The landmarks are straight lines de.ned by the junctions in environments floor, forming a bi-dimensional grid. The landmark detection from digital images is perfomed through the Hough transform. Heuristics are associated with that transform to allow its application in real time. To reduce the search time of landmarks, we propose to map odometry errors in an area of the captured image that possesses high probability of containing the sought mark

Um modelo de unidade de medida inercial utilizando três acelerômetros triaxiais

No espaço tridimensional, um corpo rígido qualquer pode efetuar translações e ou rotações em relação a cada um de seus eixos. Identificar com precisão o deslocamento realizado por um corpo é fundamental para alguns tipos de sistemas em engenharia. Em sistemas de navegação inercial tradicionais, utilizam-se acelerômetros para reconhecer a aceleração linear e giroscópios para reconhecer a velocidade angular registrada durante o deslocamento. O giroscópio, entretanto, é um dispositivo de custo mais elevado e com alto consumo de energia quando comparado a um acelerômetro. Essa desvantagem deu origem a pesquisas a respeito de sistemas e unidades de medidas inerciais que não utilizam giroscópios. A ideia de utilizar apenas acelerômetros para calcular o movimento linear e angular surgiu no início da década de 60 e vem se desenvolvendo através de modelos que variam no número de sensores, na maneira como estes são organizados e no modelo matemático que é utilizado para derivar o movimento do corpo. Esse trabalho propõe um esquema de configuração para construção de uma unidade de medida inercial que utiliza três acelerômetros triaxiais. Para identificar o deslocamento de um corpo rígido a partir deste esquema, foi utilizado um modelo matemático que utiliza apenas os nove sinais de aceleração extraídos dos três sensores. A proposta sugere que os sensores sejam montados e distribuídos em formato de L . Essa disposição permite a utilização de um único plano do sistema de coordenadas, facilitando assim a instalação e configuração destes dispositivos e possibilitando a implantação dos sensores em uma única placa de circuito integrado. Os resultados encontrados a partir das simulações iniciais demonstram a viabilidade da utilização do esquema de configuração proposto

Arquitetura de Software para Barcos Robóticos

We propose in this work a software architecture for robotic boats intended to act in diverse aquatic environments, fully autonomously, performing telemetry to a base station and getting this mission to be accomplished. This proposal aims to apply within the project N-Boat Lab NatalNet DCA, which aims to empower a sailboat navigating autonomously. The constituent components of this architecture are the memory modules, strategy, communication, sensing, actuation, energy, security and surveillance, making these systems the boat and base station. To validate the simulator was developed in C language and implemented using the graphics API OpenGL resources, whose main results were obtained in the implementation of memory, performance and strategy modules, more specifically data sharing, control of sails and rudder and planning short routes based on an algorithm for navigation, respectively. The experimental results, shown in this study indicate the feasibility of the actual use of the software architecture developed and their application in the area of autonomous mobile robotics

Desenvolvimento de um Sistema de Visão Global para uma Frota de Mini-Robôs Móveis

Navigation based on visual feedback for robots, working in a closed environment, can be obtained settling a camera in each robot (local vision system). However, this solution requests a camera and capacity of local processing for each robot. When possible, a global vision system is a cheapest solution for this problem. In this case, one or a little amount of cameras, covering all the workspace, can be shared by the entire team of robots, saving the cost of a great amount of cameras and the associated processing hardware needed in a local vision system. This work presents the implementation and experimental results of a global vision system for mobile mini-robots, using robot soccer as test platform. The proposed vision system consists of a camera, a frame grabber and a computer (PC) for image processing. The PC is responsible for the team motion control, based on the visual feedback, sending commands to the robots through a radio link. In order for the system to be able to unequivocally recognize each robot, each one has a label on its top, consisting of two colored circles. Image processing algorithms were developed for the eficient computation, in real time, of all objects position (robot and ball) and orientation (robot). A great problem found was to label the color, in real time, of each colored point of the image, in time-varying illumination conditions. To overcome this problem, an automatic camera calibration, based on clustering K-means algorithm, was implemented. This method guarantees that similar pixels will be clustered around a unique color class. The obtained experimental results shown that the position and orientation of each robot can be obtained with a precision of few millimeters. The updating of the position and orientation was attained in real time, analyzing 30 frames per second

Integridade no posicionamento RTK e RTK em rede

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação do potencial das imagens quickbird ortorretificadas para o mapeamento das propriedades localizadas na área de expansão e vazios urbanos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Resolução espacial da Grade Ionosférica e do Give

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mapeamento do biovolume de plantas aquáticas submersas a partir de dados hidroacústicos e imagem multiespectral de alta resolução

As plantas aquáticas têm papel fundamental no equilíbrio dos ecossistemas, porém seu crescimento desequilibrado pode obstruir canais, represas e reservatórios e afetar múltiplos usos da água. em relação a plantas aquáticas submersas, a utilização de medidas de controle torna-se mais complexa, em face da dificuldade em mapear e quantificar volumetricamente as áreas colonizadas. Nessas situações, considera-se que o uso de dados hidroacústicos possibilite o mapeamento e a mensuração dessas áreas, auxiliando na elaboração de propostas de manejo sustentáveis desse tipo de vegetação aquática. Assim, o presente trabalho utilizou dados acústicos e a técnica de krigagem para realizar a inferência espacial do biovolume de plantas aquáticas submersas. Os dados foram obtidos em três levantamentos ecobatimétricos realizados em uma área de estudos localizada no rio Paraná, caracterizada por condições favoráveis para proliferação de vegetação aquática submersa e dificuldade de navegação. Para delimitar as áreas caracterizadas pela presença de plantas aquáticas submersas, utilizou-se uma imagem multiespectral de alta resolução espacial World View-2. O mapeamento do biovolume das plantas aquáticas submersas nas áreas de ocorrência do fenômeno foi realizado a partir da inferência do biovolume por krigagem e do fatiamento dos valores inferidos em intervalos de 15%. A partir do mapa gerado, foi possível identificar os locais de maior concentração de macrófitas submersas, com predominância de valores de biovolume entre 15-30% e 30-45%, confirmando a viabilidade da utilização da krigagem na inferência espacial do biovolume, a partir de medidas ecobatimétricas georreferenciadas e com o suporte de imagem de alta resolução espacial.

Neurofisiologia hipocampal durante sessões de sono intercaladas por exploração espacial: Reverberação do passado ou predição do futuro?

The ability to predict future rewards or threats is crucial for survival. Recent studies have addressed future event prediction by the hippocampus. Hippocampal neurons exhibit robust selectivity for spatial location. Thus, the activity of hippocampal neurons represents a cognitive map of space during navigation as well as during planning and recall. Spatial selectivity allows the hippocampus to be involved in the formation of spatial and episodic memories, including the sequential ordering of events. On the other hand, the discovery of reverberatory activity in multiple forebrain areas during slow wave and REM sleep underscored the role of sleep on the consolidation of recently acquired memory traces. To this date, there are no studies addressing whether neuronal activity in the hippocampus during sleep can predict regular environmental shifts. The aim of the present study was to investigate the activity of neuronal populations in the hippocampus during sleep sessions intercalated by spatial exploration periods, in which the location of reward changed in a predictable way. To this end, we performed the chronic implantation of 32-channel multielectrode arrays in the CA1 regions of the hippocampus in three male rats of the Wistar strain. In order to activate different neuronal subgroups at each cycle of the task, we exposed the animals to four spatial exploration sessions in a 4-arm elevated maze in which reward was delivered in a single arm per session. Reward location changed regularly at every session in a clockwise manner, traversing all the arms at the end of the daily recordings. Animals were recorded from 2-12 consecutive days. During spatial exploration of the 4-arm elevated maze, 67,5% of the recorded neurons showed firing rate differences across the maze arms. Furthermore, an average of 42% of the neurons showed increased correlation (R>0.3) between neuronal pairs in each arm. This allowed us to sort representative neuronal subgroups for each maze arm, and to analyze the activity of these subgroups across sleep sessions. We found that neuronal subgroups sorted by firing rate differences during spatial exploration sustained these differences across sleep sessions. This was not the case with neuronal subgroups sorted according to synchrony (correlation). In addition, the correlation levels between sleep sessions and waking patterns sampled in each arm were larger for the entire population of neurons than for the rate or synchrony subgroups. Neuronal activity during sleep of the entire neuronal population or subgroups did not show different correlations among the four arm mazes. On the other hand, we verified that neuronal activity during pre-exploration sleep sessions was significantly more similar to the activity patterns of the target arm than neuronal activity during pre-exploration sleep sessions. In other words, neuronal activity during sleep that precedes the task reflects more strongly the location of reward than neuronal activity during sleep that follows the task. Our results suggest that neuronal activity during sleep can predict regular environmental changes

Lógica por trás dos contratos sociais

Natural selection shapes body and behavior of each species. For primates, the social environment constituted one of the greatest selective pressure for the development of their cognition. When we consider gender differences, we see that sexual selection also operates through different selective pressures for men and women not only in physical terms but in terms of cognitive skills. Among these, the primary cognitive abilities - that emerge naturally - and secondary - that rely on an artificial environment for learning - develop differently for each sex, making them suitable for specific tasks in different capacities. Previous studies utilized the Wason Selection Test a conditional logic tool - to measure, among several other things, the ability to recognize violation of rules in abstract contexts and social contexts. Subjects generally had better performance in the latter, however, in these studies possible differences motivated by learning in formal logic or genre were not considered. Our study investigated these two variables, as well as the time spent to solve each task. Furthermore, we used an index to take into account the rights and wrongs of the participants in tasks. We realized that although learning in formal logic does not bring significant differences in solving tests, the gender differences are strongly observed when we consider the social contexts and abstract. Women perform better in social tasks. This can be explained due to different sexual selective pressures for this gender in terms of one-on-one relationships within the group. Men are better at tasks of abstract context and this is probably due to the same reason. Their capabilities for territory defense, habitat navigation and forming coalitions depends on primary cognitive abilities that support secondary cognitive skills of abstraction. Thus, gender differences are a factor to be taken into account in controlling future experiments with the same tool

Influência da turbidez da água do rio Tietê na ocorrência de plantas aquáticas

As plantas aquáticas são estudadas como um efeito do desequilíbrio causado pela poluição e/ou alagamento dos rios. A quantidade excessiva de plantas, conseqüente desse desequilíbrio, dificulta a navegação e a produção de energia elétrica. O objetivo deste trabalho foi identificar as principais plantas aquáticas do rio Tietê e relacioná-las com a turbidez da água dos diferentes reservatórios. Foram avaliados todos os focos de vegetação aquática emersa, flutuante e submersa, presentes em cada reservatório, em toda a sua extensão, sendo consideradas como importantes as espécies que apresentaram o caráter dominante. Foi observado que os represamentos apresentam problema de plantas aquáticas e a qualidade da infestação varia entre os reservatórios. Foram consideradas como dominantes as seguintes espécies: Brachiaria mutica, Brachiaria subquadripara, Eichhornia crassipes, Egeria densa, Egeria najas, Enidra sessilis e Typha angustifolia. Observou-se que houve uma tendência de maior ocorrência de plantas flutuantes e emersas (marginais) nos reservatórios com maior turbidez e de plantas submersas naqueles com menor turbidez. Para as duas braquiárias, observou-se que a freqüência das espécies aumentou com o aumento da turbidez até o limite de 34,93 NTU. O aguapé ocorreu com altos índices de freqüência (acima de 50%) em todos os reservatórios do rio Tietê, independentemente das características da água. em se tratando das egérias, a freqüência das espécies aumentou gradativamente com a redução da turbidez e a taboa não apresentou uma relação com o índice estudado. A espécie E. sessilis se mostrou bastante dependente da qualidade da água, tendo sua freqüência aumentada com o aumento da turbidez.

Um framework de agentes de recomendação para sistemas Web

The World Wide Web has been consolidated over the last years as a standard platform to provide software systems in the Internet. Nowadays, a great variety of user applications are available on the Web, varying from corporate applications to the banking domain, or from electronic commerce to the governmental domain. Given the quantity of information available and the quantity of users dealing with their services, many Web systems have sought to present recommendations of use as part of their functionalities, in order to let the users to have a better usage of the services available, based on their profile, history navigation and system use. In this context, this dissertation proposes the development of an agent-based framework that offers recommendations for users of Web systems. It involves the conception, design and implementation of an object-oriented framework. The framework agents can be plugged or unplugged in a non-invasive way in existing Web applications using aspect-oriented techniques. The framework is evaluated through its instantiation to three different Web systems

Caracterização morfológica e sedimentar do talude continental (foz do Amazonas)

Created on 3 december 1997, the REMPLAC (Program for Assessment of Mineral Potencial of the Continental Shelf), this porgram aimed to make the basic survey, systematic geological and geophysical continental shelf, detail, at an appropriate scale, sites geo-economic, and perform the analysis and evaluation of mineral deposits. The REMPLAC should continue the efforts of Global Recognition Program of the Brazilian Continental Margin REMAC closed in 1978, the operations Geophysical Sea (GEOMAR) developed by the Directorate of Hydrography and Navigation and the various initiatives of the Program of Marine Geology and Geophysics (PGGM). Despite the high interest on the Amazon platform, there is little information o their morphology and sediment characterization, and in order to fill this gap, the present work samples sedimentological point followed by seismic acquisition. And the studies were to characterize the possible area of interest as being directly influence by tides, which sediments are reworked throughout the platform featuring grain angle with sharp corners, and the carbonate content increases as it approaches the breakdown the platform, and the bodies found outside the foraminifera and mollusks. However, diverging with organic matter that reduces its concentration as it moves away from the coast. The seismic profiles do not get satisfactory results because of low visibility, however, to correlate with the spot samples, of sediment were possible morphological characterization of the area.