Simulação e controlo de veículos autónomos terrestres

A implementação e venda de robôs autónomos tem sido um sector que nos últimos anos tem adquirido cada vez mais quota no mercado, nomeadamente no sector militar, agrícola e da vigilância. Como tal, tem sido também de grande importância a capacidade de implementar e testar robôs por parte das entidades que os fabricam. Uma das formas que tem garantido o sucesso do desenvolvimento de robôs é a simulação prévia dos mesmos antes que estes passem a fase de produção. Sendo assim, o LSA como entidade de desenvolvimento de robôs autónomos, tem necessidade de adquirir um sistema que simule os robôs em desenvolvimento. O trabalho desta tese consiste na realização de um sistema que simule robôs autónomos terrestres de forma que se possa observar o comportamento da cinemática, dinânica e hardware dos robôs em ambiente 3D. Esta aplicação de simulação pode mais tarde ser utilizada pelo laboratório para testar missões, validar alterações de estrutura, sensores, etc. Para além disso, com recurso ao simulador Player/Stage/Gazebo testar o robô LINCE e implementar algoritmos de controlo para o mesmo. Os algoritmos de controlo implementados baseiam-se em primitivas de controlo básico para serem utilizadas pelo sistema de navegação e gerar trajectórias complexas. Os algoritmos desenvolvidos nesta tese baseiam-se nas equações cinemáticas do veículo estudado. Estes algoritmos depois de testados no simulador, poderão ser colocados no Hardware do robô. Desta forma consegue-se desenvolver algoritmos para determinado robô sem que este esteja operacional.

Exploração da Point Cloud Library aplicada à percepção em sistemas autónomos

A navegação e a interpretação do meio envolvente por veículos autónomos em ambientes não estruturados continua a ser um grande desafio na actualidade. Sebastian Thrun, descreve em [Thr02], que o problema do mapeamento em sistemas robóticos é o da aquisição de um modelo espacial do meio envolvente do robô. Neste contexto, a integração de sistemas sensoriais em plataformas robóticas, que permitam a construção de mapas do mundo que as rodeia é de extrema importância. A informação recolhida desses dados pode ser interpretada, tendo aplicabilidade em tarefas de localização, navegação e manipulação de objectos. Até à bem pouco tempo, a generalidade dos sistemas robóticos que realizavam tarefas de mapeamento ou Simultaneous Localization And Mapping (SLAM), utilizavam dispositivos do tipo laser rangefinders e câmaras stereo. Estes equipamentos, para além de serem dispendiosos, fornecem apenas informação bidimensional, recolhidas através de cortes transversais 2D, no caso dos rangefinders. O paradigma deste tipo de tecnologia mudou consideravelmente, com o lançamento no mercado de câmaras RGB-D, como a desenvolvida pela PrimeSense TM e o subsequente lançamento da Kinect, pela Microsoft R para a Xbox 360 no final de 2010. A qualidade do sensor de profundidade, dada a natureza de baixo custo e a sua capacidade de aquisição de dados em tempo real, é incontornável, fazendo com que o sensor se tornasse instantaneamente popular entre pesquisadores e entusiastas. Este avanço tecnológico deu origem a várias ferramentas de desenvolvimento e interacção humana com este tipo de sensor, como por exemplo a Point Cloud Library [RC11] (PCL). Esta ferramenta tem como objectivo fornecer suporte para todos os blocos de construção comuns que uma aplicação 3D necessita, dando especial ênfase ao processamento de nuvens de pontos de n dimensões adquiridas a partir de câmaras RGB-D, bem como scanners laser, câmaras Time-of-Flight ou câmaras stereo. Neste contexto, é realizada nesta dissertação, a avaliação e comparação de alguns dos módulos e métodos constituintes da biblioteca PCL, para a resolução de problemas inerentes à construção e interpretação de mapas, em ambientes indoor não estruturados, utilizando os dados provenientes da Kinect. A partir desta avaliação, é proposta uma arquitectura de sistema que sistematiza o registo de nuvens de pontos, correspondentes a vistas parciais do mundo, num modelo global consistente. Os resultados da avaliação realizada à biblioteca PCL atestam a sua viabilidade, para a resolução dos problemas propostos. Prova da sua viabilidade, são os resultados práticos obtidos, da implementação da arquitectura de sistema proposta, que apresenta resultados de desempenho interessantes, como também boas perspectivas de integração deste tipo de conceitos e tecnologia em plataformas robóticas desenvolvidas no âmbito de projectos do Laboratório de Sistemas Autónomos (LSA).

Segurança em edifícios habitacionais. Utilização de sistemas autónomos

A segurança de pessoas e bens é um aspeto fundamental na qualidade de vida das pessoas. Independentemente das caraterísticas arquitetónicas dos edifícios, da sua utilização prevista, do risco ou complexidade de cada instalação, deverão ser estudados, desenvolvidos e implementados sistemas de proteção e segurança, capazes de garantir o conforto e a segurança dos ocupantes e a proteção dos seus bens. Nos edifícios habitacionais, verifica-se a instalação de, principalmente, sistemas automáticos de intrusão. Com a implementação destes sistemas de segurança, pretende-se a deteção e sinalização, quer local, quer à distância, da tentativa de intrusão nas instalações, na forma tentada ou consumada, protegendo bens e os próprios ocupantes das instalações dos potenciais riscos resultantes de tais situações.

Dinâmica de sistemas dissipativos e não-autónomos com uma coordenada angular

Estudamos a dinâmica de sistemas não-autónomos periódicos que têm como espaço de fases o cilindro. Sempre que o sistema for dissipativo a aplicação de Poincaré tem um atractor. Procuramos condições para que este atractor seja ou não homeomorfo ao círculo. Motivados pelos resultados obtidos por M. Levi e independentemente por Q. Min, S. Xian e Z. Jinyan estudamos aplicações à equação do pêndulo forçado com atrito. Encontramos relações com a trabalho de R. A. Smith que utilizamos no estudo de sistemas de osciladores acoplados e equações ordinárias de ordem n.

O controlo interno nos serviços e fundos autónomos

Mestrado em Auditoria

Sistema visual para Ground Truth de sistemas autónomos

Este trabalho visa contribuir para o desenvolvimento de um sistema de visão multi-câmara para determinação da localização, atitude e seguimento de múltiplos objectos, para ser utilizado na unidade de robótica do INESCTEC, e resulta da necessidade de ter informação externa exacta que sirva de referência no estudo, caracterização e desenvolvimento de algoritmos de localização, navegação e controlo de vários sistemas autónomos. Com base na caracterização dos veículos autónomos existentes na unidade de robótica do INESCTEC e na análise dos seus cenários de operação, foi efectuado o levantamento de requisitos para o sistema a desenvolver. Foram estudados os fundamentos teóricos, necessários ao desenvolvimento do sistema, em temas relacionados com visão computacional, métodos de estimação e associação de dados para problemas de seguimento de múltiplos objectos . Foi proposta uma arquitectura para o sistema global que endereça os vários requisitos identi cados, permitindo a utilização de múltiplas câmaras e suportando o seguimento de múltiplos objectos, com ou sem marcadores. Foram implementados e validados componentes da arquitectura proposta e integrados num sistema para validação, focando na localização e seguimento de múltiplos objectos com marcadores luminosos à base de Light-Emitting Diodes (LEDs). Nomeadamente, os módulos para a identi cação dos pontos de interesse na imagem, técnicas para agrupar os vários pontos de interesse de cada objecto e efectuar a correspondência das medidas obtidas pelas várias câmaras, método para a determinação da posição e atitude dos objectos, ltro para seguimento de múltiplos objectos. Foram realizados testes para validação e a nação do sistema implementado que demonstram que a solução encontrada vai de encontro aos requisitos, e foram identi cadas as linhas de trabalho para a continuação do desenvolvimento do sistema global.

Estudo e viabilidade técnico-económica de sistemas autónomos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Estrutura a partir do Movimento em Sistemas Autónomos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Ramo de Sistemas Autónomos

Manobras de condução assistida para veículos submarinos subactuados

A intervenção humana no manuseamento de veículos submarinos operados remotamente (ROVs) é um requisito necessário para garantir o sucesso da missão e a integridade do equipamento. Contudo, a sua teleoperação não é fácil, pelo que a condução assistida destes veículos torna-se relevante. Esta dissertação propõe uma solução para este problema para ROVs de 3DOF (surge, heave e yaw). São propostas duas abordagens distintas – numa primeira propõe-se um sistema de controlo Image Based Visual Servoing (IBVS) tendo em vista a utilização exclusiva de uma câmara (sensor existente neste tipo de sistemas) por forma a melhorar significativamente a teleoperação de um pequeno ROV; na segunda, propõe-se um sistema de controlo cinemático para o plano horizontal do veículo e um algoritmo de uma manobra capaz de dotar o ROV de movimento lateral através de uma trajectória dente-de-serra. Demonstrou-se em cenários de operação real que o sistema proposto na primeira abordagem permite ao operador de um ROV com 3DOF executar tarefas de alguma complexidade (estabilização) apenas através de comandos de alto nível, melhorando assim drasticamente a teleoperação e qualidade de inspecção do veículo em questão. Foi também desenvolvido um simulador do ROV em MATLAB para validação e avaliação das manobras, onde o sistema proposto na segunda abordagem foi validado com sucesso.

Modelação numérica da interacção onda-estrutura em emissários submarinos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Modelação numérica da interacção de ondas com emissários submarinos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Aplicação da teoria das opções reais em análise de projetos estratégicos: um estudo de caso sobre o valor da opção de prosseguir com os investimentos no programa de desenvolvimento de submarinos da Marinha do Brasil

Dissertação de mestrado em Estudos de Gestão

Influencia de la altura, la distancia de los tubos a la calle, la anchura de la calle, el tráfico y la densidad de vehículos sobre la concentración de NO2

Durante las primeras décadas del s. XX se contempló un importante aumento de las enfermedades coronarias, este hecho estimuló la investigación sobre las causas de dichas enfermedades. En 1978, y para investigar este fenómeno se inició el estudio REGICOR en el Hospital Josep Trueta de Girona. En el s. XX también se contempló un creciente problema de contaminación de las atmósferas urbanas, esto hizo que diferentes científicos estudiaran las relaciones entre las enfermedades coronarias y la contaminación atmosférica en áreas urbanas (Godish, 1997; Krupa & Legge, 2000; Brook et al., 2004 y Krewski et al., 2004). El proyecto realizado está situado en el contexto del primer estudio realizado en España que investiga los efectos sobre la salud de la contaminación atmosférica (REGICOR 2000-AIR). En el proyecto se pretende investigar la influencia de diferentes factores (distancia de los tubos a la calle, altura de los tubos, anchura de la calle, tráfico y densidad de tráfico) sobre la contaminación atmosférica de las ciudades de Girona y Salt, con el fin de poder caracterizar lo mejor posible la exposición a contaminación atmosférica. Para este fin se utilizará el NO2 como marcador de contaminación atmosférica y se seleccionaran varios puntos de muestreo en las dos ciudades dónde se pondrán captadores de NO2 para la medición de dicha contaminación. Después, y mediante un análisis estadístico, se podrá determinar la influencia de los factores en la variación de concentración de NO2 en el área seleccionada.

Navegación, guiado y control de vehículos aeroespaciales

El objetivo del proyecto es diseñar una plataforma de ensayos para la simulación de vuelos de vehículos aeroespaciales. La plataforma permitirá diseñar y evaluar los algoritmos de navegación, guiado y control de los vehículos aeroespaciales modelados en la plataforma de simulación, focalizando el trabajo de los ingenieros en el modelado de vehículos y en el desarrollo de sistemas de control digital. La memoria recoge las fases de un proyecto de ingeniería del software, describiendo el plan de proyecto, el análisis del sistema, la especificación de requisitos y el diseño del mismo.

Empresa Davantis: seguimiento de personas y vehículos por videovigilancia inteligente

Este proyecto, desarrollado en la empresa Davantis, tiene como objetivo encontrar posibles mejoras a su actual sistema de videovigilancia, el Daview. El proyecto está dedicado al estudio del algoritmo de seguimiento Mean Shift para la elaboración de un sistema de tracking. Para ello se han desarrollado y evaluado tres implementaciones diferentes, mediante las cuales se han encontrado mejoras que complementan al módulo de tracking del Daview. También se ha estudiado la utilidad de un sistema de evaluación manual frente a uno de automático.