Desenvolvimento e Controlo de um Veículo Autónomo Aéreo Quadrotor

A crescente necessidade de meios de inspecção e recolha de informação de infraestruturas e do meio ambiente natural, origina o recurso a meios tecnológicos cada vez mais evoluídos. Neste contexto, os robôs móveis autónomos aéreos surgem como uma ferramenta importante. Em particular, os veículos aéreos de asa móvel, pela sua manobrabilidade e controlo podem-se utilizar eficazmente em meios complexos como cenários interiores onde o ambiente é parcialmente controlado. A sua utilização em coordenação com outros veículos robóticos móveis e em particular com a crescente autonomia de decisão, permitem uma eficiência elevada, por exemplo, em tarefas de recolha automática de informação, vigilância, apoio a comunicações, etc. A inexistência de um veículo autónomo de asa móvel no cenário multi-robótico desenvolvido pelo Laboratório de Sistemas Autónomos do Instituto Superior de Engenharia do Porto, aliada às suas aplicações referidas, criou a necessidade do desenvolvimento de um veículo desta gama. Identificou-se, pois, o desenvolvimento de um veículo autónomo aéreo do tipo quadrotor com capacidade de vôo base estabilizado como o problema a resolver. Foi efectuado um levantamento de requisitos do sistema, a caracterização de um veículo autónomo aéreo Vertical Take-off and Landing - VTOL, e efectuado um trabalho de pesquisa a fim de possibilitar o conhecimento das técnicas e tecnologias envolvidas. Tendo em vista o objectivo de controlo e estabilização do veículo, foi efectuada a modelização do sistema que serviu não só para a melhor compreensão da sua dinâmica mas também para o desenvolvimento de um simulador que possibilitou a validação de estratégias de controlo e avaliação de comportamentos do veículo para diferentes cenários. A inexistência de controladores de motores brushless adequada (frequência de controlo), originou o desenvolvimento de um controlador dedicado para motores brushless, motores esses utilizados para a propulsão do veículo. Este controlador permite uma taxa de controlo a uma frequência de 20KHz, possui múltiplas interfaces de comunicação (CAN, RS232, Ethernet, SPI e JTAG), é de reduzido peso e dimensões e modular, visto ter sido implementado em dois módulos, i.e., permite a sua utilização com diferentes interfaces de potência. Projectou-se um veículo autónomo aéreo em termos físicos com a definição da sua arquitectura de hardware e software bem como o sistema de controlo de vôo. O sistema de estabilização de vôo compreende o processamento de informação fornecida por um sistema de navegação inercial, um sonar e o envio de referências de velocidade para cada um dos nós de controlo ligados a um barramento CAN instalado no veículo. A implementação do veículo foi alcançada nas suas vertentes mecânica, de hardware e software. O UAV foi equipado com um sistema computacional dotando-o de capacidades para o desempenho de tarefas previamente analisadas. No presente trabalho, são também tiradas algumas conclusões sobre o desenvolvimento do sistema e sua implementação bem como perspectivada a sua evolução futura no contexto de missões coordenadas de múltiplos veículos robóticos.

Development of advanced human robot interaction systems

O trabalho aqui apresentado é a Dissertação da minha Tese do curso de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores do ISEP, realizada em parceria com o INESC TEC. O trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema avançado de interação entre homem-robô, usando ferramentas de software livres e de domínio público e hardware pouco dispendioso e facilmente acessível. Pretende-se que o sistema desenvolvido possa ser adotado por pequenas ou micro empresas, daí a restrição monetária. Este tipo de empresas tem, por norma, uma capacidade de investimento pequena, e ficam impossibilitadas de aceder a este tipo de sistemas automatizados se estes forem caros. No entanto, o robô continua a ser um componente fundamental, sendo dispendioso. Os trabalhos realizados pelos sistemas robóticos podem por um lado, ser repetitivos sem necessidade de grandes ajustes; por outro lado, o trabalho a realizar pode ser bastante diverso, sendo necessários bastantes ajustes com (possivelmente) programação do robô. As empresas podem não ter disponível mão-de-obra qualificada para realização da programação do robô. Pretende-se então um sistema de “ensino” que seja simples e rápido. Este trabalho pretende satisfazer as necessidades de um sistema de interação homem-robô intuitivo mesmo para operadores que não estejam familiarizados com a robótica. Para simplificar a transferência de informação da tarefa a desempenhar pelo sistema robótico é usado um sistema de infravermelhos para delinear a operação a desempenhar, neste caso concreto uma operação de soldadura. O operador usa um apontador com marcadores, a posição destes marcadores é detetada usando duas câmaras para permitir o posicionamento tridimensional no espaço. As câmaras possuem filtros infravermelhos para separar o espectro de luz. Para o controlo do sistema e interface com o robô é usado um computador de baixos recursos computacionais e energéticos, e também de baixo custo. O sistema desenvolvido é portanto computacionalmente leve para poder ser executado neste computador.

Mobile persuasive interfaces for public ambient displays

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

Robot Manipulator Systems: Analysis and Control

Manipulator systems are rather complex and highly nonlinear which makes difficult their analysis and control. Classic system theory is veil known, however it is inadequate in the presence of strong nonlinear dynamics. Nonlinear controllers produce good results [1] and work has been done e. g. relating the manipulator nonlinear dynamics with frequency response [2–5]. Nevertheless, given the complexity of the problem, systematic methods which permit to draw conclusions about stability, imperfect modelling effects, compensation requirements, etc. are still lacking. In section 2 we start by analysing the variation of the poles and zeros of the descriptive transfer functions of a robot manipulator in order to motivate the development of more robust (and computationally efficient) control algorithms. Based on this analysis a new multirate controller which is an improvement of the well known “computed torque controller” [6] is announced in section 3. Some research in this area was done by Neuman [7,8] showing tbat better robustness is possible if the basic controller structure is modified. The present study stems from those ideas, and attempts to give a systematic treatment, which results in easy to use standard engineering tools. Finally, in section 4 conclusions are presented.

Kitchen robot prod. line development. Proj. of Bowden cables cutting and thermal forming machine.

This document presents particular description of work done during student’s internship in PR Metal company realized as ERASMUS PROJECT at ISEP. All information including company’s description and its structure, overview of the problems and analyzed cases, all stages of projects from concept to conclusion can be found here. Description of work done during the internship is divided here into two pieces. First part concerns one activities of the company which is robotic chefs (kitchen robot) production line. Work, that was done for development of this line involved several tasks, among them: creating a single-worker montage station for screwing robots housing’s parts, improve security system for laser welding chamber, what particularly consists in designing automatically closing door system with special surface, that protects against destructive action of laser beam, test station for examination of durability of heating connectors, solving problem with rotors vibrations. Second part tells about main task, realized in second half of internship and stands a complete description of machine development and design. The machine is a part of car handle latch cable production line and its tasks are: cutting cable to required length and hot-forming plastic cover for further assembly needs.

Context-aware personalization environment for mobile computing

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

WIFI indoor positioning for mobile devices, an application for the UJI Smart Campus

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Internationalization strategy: HOLOS Mobile - Angola

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

User-centered design of the interface prototype of a business intelligence mobile application

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Introducing Mobile Money in Rural Mozambique: Evidence from a Field Experiment*

The limitations of access to finance in Africa, together with the recent boom in cell phone use in that continent, created high expectations regarding the introduction of mobile money in many African countries. The success story of M-PESA in Kenya raised the bar further. We designed and conducted a field experiment to assess the impact of randomized mobile money dissemination in rural Mozambique. For this purpose we benefit from the fact that mobile money was only recently launched in the country, allowing for the identification of a pure control group. This paper reports on the first results of this ongoing project after the first wave of dissemination efforts in rural locations, which included the recruitment and training of mobile money agents, community meetings and theaters, as well as individual rural campaigning. Administrative and behavioral data both show clear adherence to the services in the treatment group. Financial literacy and trust outcomes are also positively affected by the treatment. We present behavioral evidence that the marginal willingness to remit was increased by the availability of mobile money. Finally, we observe a tendency for mobile money to substitute traditional alternatives for both savings and remittances.

Is Information Power? Using Mobile Phones and Free Newspapers during an Election in Mozambique*

African elections often reveal low levels of political accountability. We assess different forms of voter education during an election in Mozambique. Three interventions providing information to voters and calling for their electoral participation were randomized; an SMS-based information campaign, an SMS hotline for electoral misconduct, and the distribution of a free newspaper. To measure impact, we look at official electoral results, reports by electoral observers, behavioral and survey data. We find positive effects of all treatments on voter turnout. We observe that the distribution of the newspaper led to more accountability-based participation and to a decrease in electoral problems.

Fixed-mobile integration

Often, fixed-line incumbents also own the largest mobile network. We consider the effect of this joint ownership on market outcomes. Our model predicts that while fixed-to-mobile call prices to the integrated mobile network are more efficient than under separation, those to rival mobile networks are distorted upwards, amplifying any incumbency advantage. As concerns potential remedies, a uniform off-net pricing constraint leads to higher welfare than functional separation and even allows to maintain some of the efficiency gains.

Welfare analysis of regulating mobile termination rates in the UK with an application to the Orange/T-Mobile merger

We present a calibrated model of the UK mobile telephony market with four mobile networks; calls to and from the fixed network; network-based price discrimination; and call externalities. Our results show that reducing mobile termination rates broadly in line with the recent European Commission Recommendation to either pure long-run incremental cost ; reciprocal termination charges with fixed networks; or Bill & Keep (i.e. zero termination rates), increases social welfare, consumer surplus and networks profits. Depending on the strength of call externalities, social welfare may increase by as much as £ 990 million to £ 4.5 billion per year, with Bill & Keep leading to the highest increase in welfare. We also apply the model to estimate the welfare effects of the 2010 merger between Orange and T-Mobile under different scenarios concerning MTRs, and predict that consumer surplus decreases strongly.

SIG Municipais aplicados a Levantamento de Vídeo e Respectiva Georreferenciação (Mobile Mapping) e Carregamento em Base de Dados SIG

Relatório de Estágio apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão do Território, especialização em Detecção Remota e Sistemas de Informação Geográfica

Drivers and barriers to value creation in mobile service delivery

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics