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

Algoritmo SOM com estrutura hierárquica e dinâmica aplicado a compressão de imagens

ln this work the implementation of the SOM (Self Organizing Maps) algorithm or Kohonen neural network is presented in the form of hierarchical structures, applied to the compression of images. The main objective of this approach is to develop an Hierarchical SOM algorithm with static structure and another one with dynamic structure to generate codebooks (books of codes) in the process of the image Vector Quantization (VQ), reducing the time of processing and obtaining a good rate of compression of images with a minimum degradation of the quality in relation to the original image. Both self-organizing neural networks developed here, were denominated HSOM, for static case, and DHSOM, for the dynamic case. ln the first form, the hierarchical structure is previously defined and in the later this structure grows in an automatic way in agreement with heuristic rules that explore the data of the training group without use of external parameters. For the network, the heuristic mIes determine the dynamics of growth, the pruning of ramifications criteria, the flexibility and the size of children maps. The LBO (Linde-Buzo-Oray) algorithm or K-means, one ofthe more used algorithms to develop codebook for Vector Quantization, was used together with the algorithm of Kohonen in its basic form, that is, not hierarchical, as a reference to compare the performance of the algorithms here proposed. A performance analysis between the two hierarchical structures is also accomplished in this work. The efficiency of the proposed processing is verified by the reduction in the complexity computational compared to the traditional algorithms, as well as, through the quantitative analysis of the images reconstructed in function of the parameters: (PSNR) peak signal-to-noise ratio and (MSE) medium squared error

Localização de faltas em linhas de transmissão de múltiplos terminais a partir de registros oscilográficos sincronizados via transformada wavelet

The electric energy is essential to the development of modern society and its increasing demand in recent years, effect from population and economic growth, becomes the companies more interested in the quality and continuity of supply, factors regulated by ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica). These factors must be attended when a permanent fault occurs in the system, where the defect location that caused the power interruption should be identified quickly, which is not a simple assignment because the current systems complexity. An example of this occurs in multiple terminals transmission lines, which interconnect existing circuits to feed the demand. These transmission lines have been adopted as a feasible solution to suply loads of magnitudes that do not justify economically the construction of new substations. This paper presents a fault location algorithm for multiple terminals transmission lines - two and three terminals. The location method is based on the use of voltage and current fundamental phasors, as well as the representation of the line through its series impedance. The wavelet transform is an effective mathematical tool in signals analysis with discontinuities and, therefore, is used to synchronize voltage and current data. The Fourier transform is another tool used in this work for extract voltage and current fundamental phasors. Tests to validate the location algorithm applicability used data from faulty signals simulated in ATP (Alternative Transients Program) as well as real data obtained from oscillographic recorders installed on CHESF s lines.

Localização de robôs móveis autônomos utilizando fusão sensorial de odometria e visão monocular

The development and refinement of techniques that make simultaneous localization and mapping (SLAM) for an autonomous mobile robot and the building of local 3-D maps from a sequence of images, is widely studied in scientific circles. This work presents a monocular visual SLAM technique based on extended Kalman filter, which uses features found in a sequence of images using the SURF descriptor (Speeded Up Robust Features) and determines which features can be used as marks by a technique based on delayed initialization from 3-D straight lines. For this, only the coordinates of the features found in the image and the intrinsic and extrinsic camera parameters are avaliable. Its possible to determine the position of the marks only on the availability of information of depth. Tests have shown that during the route, the mobile robot detects the presence of characteristics in the images and through a proposed technique for delayed initialization of marks, adds new marks to the state vector of the extended Kalman filter (EKF), after estimating the depth of features. With the estimated position of the marks, it was possible to estimate the updated position of the robot at each step, obtaining good results that demonstrate the effectiveness of monocular visual SLAM system proposed in this paper

Um método para localização facial Invariante a rotação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Técnicas visuais de localização e mapeamento simultâneos sem extração de primitivas geométricas da imagem

In Simultaneous Localization and Mapping (SLAM - Simultaneous Localization and Mapping), a robot placed in an unknown location in any environment must be able to create a perspective of this environment (a map) and is situated in the same simultaneously, using only information captured by the robot s sensors and control signals known. Recently, driven by the advance of computing power, work in this area have proposed to use video camera as a sensor and it came so Visual SLAM. This has several approaches and the vast majority of them work basically extracting features of the environment, calculating the necessary correspondence and through these estimate the required parameters. This work presented a monocular visual SLAM system that uses direct image registration to calculate the image reprojection error and optimization methods that minimize this error and thus obtain the parameters for the robot pose and map of the environment directly from the pixels of the images. Thus the steps of extracting and matching features are not needed, enabling our system works well in environments where traditional approaches have difficulty. Moreover, when addressing the problem of SLAM as proposed in this work we avoid a very common problem in traditional approaches, known as error propagation. Worrying about the high computational cost of this approach have been tested several types of optimization methods in order to find a good balance between good estimates and processing time. The results presented in this work show the success of this system in different environments

Determinação do módulo de elasticidade da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda por ultra-som

A madeira de Pinus sp. tem utilização crescente na indústria madeireira brasileira. O decréscimo constante do suprimento de árvores adultas com grandes diâmetros, provenientes de florestas naturais, tornou comum a produção de madeira em ciclos curtos, com grande proporção de madeira juvenil. Resultados de diversas pesquisas têm reportado que o módulo de elasticidade e a resistência a diferentes solicitações mecânicas são seriamente afetados pela presença de madeira juvenil. Este trabalho teve por objetivo determinar o módulo de elasticidade da madeira juvenil e adulta de Pinus taeda L. a partir da constante dinâmica C LL, obtida em ensaios não-destrutivos de ultra-som. A madeira de P. taeda era originária de plantios da Estação Experimental de Itapeva - SP, sendo amostrados seis indivíduos arbóreos com 34 anos de idade. Os corpos-de-prova (4 cm x 4 cm x 45 cm) foram obtidos separadamente das regiões de madeira juvenil e adulta da prancha central, previamente submetida à secagem industrial (umidade final de 12%), para a determinação da constante dinâmica por meio de ensaios de ultra-som. Para avaliar a sensibilidade do método do ultra-som, os corpos-de-prova foram ensaiados destrutivamente à compressão paralela. Os resultados mostraram boa sensibilidade do método do ultra-som (R² » 0,90) na avaliação desse parâmetro mecânico da madeira juvenil e adulta.

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

Desenvolvimento radicular do algodoeiro em resposta à localização do fertilizante

A utilização de adubos pode-se tornar prejudicial caso o fertilizante não seja localizado adequadamente. No presente trabalho foram estudados o crescimento radicular do algodoeiro (Gossypium hirsutum), o crescimento inicial e a nutrição da planta, considerando o local de aplicação do fertilizante. O estudo foi realizado em vasos com parede de vidro. O fertilizante foi colocado a 5,0 cm abaixo e 0,0, 2,5, 5,0 e 10,0 cm ao lado das sementes. O crescimento radicular foi avaliado a cada três dias e, aos 21 dias após a emergência, as plantas foram coletadas, sendo avaliada a produção de matéria seca e a absorção de macronutrientes. A aplicação de fertilizante proporcionou crescimento inicial mais vigoroso do sistema radicular mesmo em solo previamente corrigido e adubado, o que é importante no estabelecimento da cultura. Somente houve bom crescimento inicial do sistema radicular e da parte aérea do algodoeiro quando o fertilizante foi aplicado de 5,0 a 10,0 cm ao lado e 5,0 cm abaixo das sementes.

Efeitos do ultra-som terapêutico sobre o crescimento longitudinal do fêmur e da tíbia em ratos

Objectives: To determine the effects of ultrasound therapy on the femur and tibia growth in young rats. Method: Four-week-old male Ratus Norvegicus totaling 115 animals, divided into four groups, were submitted to ultrasound therapy (0.8 MHz, fixed tube head, continuous pulse, for 10 minutes, once a day, ten times) on the medial face of the right knee, with powers of 0.0 W/cm2 (group 31), 0.5 W/cm2 (group G2), 1.0 W/cm2 (group G3), and 1.5 W/cm2 (group G4). Histological slides of the epiphysis, growth plate and metaphysis and the femoral and tibial length measurements were studied in the sixth, thirteenth and twenty-sixth weeks of life. The data were submitted to factorial analysis of variance according to a one-way layout. Results: No statistically significant bone growth alteration was established between any of the three treated groups and the control group. However, alterations in femoral and tibial growth suggesting a decrease in G4 in relation to 02 and G3 were noted. In G4, histopathological alterations, such as cellular necrosis and post-necrosis bone neoformation were found. Conclusion: According to this study, no statistical evidence of bone growth stimulus or inhibition resulting from the application of ultrasound therapy was found when comparing the treated groups with the control group. Histological alterations regarded as pathological were only observed in G4. Also, smaller significant bone growth was found in G4 compared to G2 and G3. Level of Evidence: Level II, cross-sectional study.

Cistos subependimários diagnosticados pelo ultra-som transfontanelar

Objetivos: avaliar a evolução ultra-sonográfica de cistos subependimários (CSE) do ângulo externo dos ventrículos laterais, e a evolução clínica dos pacientes. Comparar os pacientes com CSE isolados e os com CSE associados a outras lesões. Métodos: foram diagnosticados um a vários cistos no ângulo externo de um ou de ambos os ventrículos laterais, por meio de ultra-som transfontanelar (US) de rotina, realizado nos primeiros dias de vida, caracterizando os CSE. Durante o período de 1981-2000, 66 recém-nascidos tiveram CSE evidenciados na UTI neonatal do Hospital de Port-Royal. Foram constituídos dois grupos: G-I, com CSE isolados (n=21), e G-II, com CSE associados a outras lesões (n=45). Resultados: os recém-nascidos do GI apresentaram maior maturidade, melhores condições de nascimento e menor morbidade respiratória em relação a GII. A incidência de malformações congênitas foi elevada em ambos os grupos. Houve baixa taxa de infecção bacteriana e ausência de infecção congênita. Os CSE foram uni ou bilaterais, únicos ou múltiplos (colar de pérolas), sem diferença entre os grupos estudados, e predominaram à esquerda. US seriados foram realizados em 49/66 pacientes (74%), mostrando aumento no tamanho do cisto em 21/49 (45%), no primeiro mês de vida, enquanto 12 CSE (24%) desapareceram. O óbito ocorreu em dez recém-nascidos com lesões neurológica graves (quatro leucomalácias periventriculares, cinco hemorragias peri e intraventriculares), e somente um com hérnia diafragmática não apresentava outras lesões ao US transfontanelar. Conclusões: as características dos CSE não diferiram quando esses estavam associados a outras lesões. O nítido predomínio no lado esquerdo sugere uma etiologia vascular. Foi encontrada uma alta taxa de malformações associadas, alertando para a possibilidade de uma etiologia malformativa. Ambas hipóteses sugerem um desvio de desenvolvimento, e não de uma fetopatia viral.

Localização de faltas em linhas de transmissão usando morfologia matemática

This work an algorithm for fault location is proposed. It contains the following functions: fault detection, fault classification and fault location. Mathematical Morphology is used to process currents obtained in the monitored terminals. Unlike Fourier and Wavelet transforms that are usually applied to fault location, the Mathematical Morphology is a non-linear operation that uses only basic operation (sum, subtraction, maximum and minimum). Thus, Mathematical Morphology is computationally very efficient. For detection and classification functions, the Morphological Wavelet was used. On fault location module the Multiresolution Morphological Gradient was used to detect the traveling waves and their polarities. Hence, recorded the arrival in the two first traveling waves incident at the measured terminal and knowing the velocity of propagation, pinpoint the fault location can be estimated. The algorithm was applied in a 440 kV power transmission system, simulated on ATP. Several fault conditions where studied and the following parameters were evaluated: fault location, fault type, fault resistance, fault inception angle, noise level and sampling rate. The results show that the application of Mathematical Morphology in faults location is very promising

Dois testes de imageamento com GPR em problemas de controle ambiental em regiões tropicais: migração de dunas e localização de dutos de óleo enterrados

Because the penetration depth of Ground Penetrating Radar (GPR) signals is very limited in high conductive soils, the usefullness of this method in tropical regions is not yet completly known. The main objective of this researh is to test the usefullness of the method in Brazil. Two typical problems where GPR has been used in Europe and North American were choosed for this test: the first one is to characterize the internal structures of a sand body and the second problem is the localization of old buried pipes lines. The first test was done near the city of São Bento do Norte, in the northern coast of Rio Grande do Norte state, NE Brazil. In this region, there is a sand dune that is migrating very fast in the direction of adjacent settling areas. To characterize the internal structure of the dune and its relationship to the prevailing wind direction, as a preliminary step to understand the dune migration, GPR profiles using the 400 MHz frequency were performed in E-W, N-S, NE-SW, and SE-NW directions over the sand dune intersecting at the top of the dune. The practical resolution of the GPR data is around 30 cm; this was sufficient to distinguish individual foresets inside the dune. After applying the elevation correction to the data, we identified that dips of bedding structures are smallest for the N-S profile, which is perpendicular to the dominant wind direction, largest for the E-W profile, and intermediate for the SW-NE and SE-NW profiles. Foresets in the E-W profile dip with angles varying from 2 to 6 degrees. In the E-W profile, the water table and a horizontal truncation interface separating two generations of dunes were identified, as well as an abrupt directional change in the foreset patterns associated to a lateral contact between two dune generations, the older one extending to the west. The used high frequency of 400 Mhz does not allow a penetration deep enough to map completely these internal contacts. The second test was done near Estreito, a small town near Carnaúbais city, also in Rio Grande do Norte state. In this locality, there are several old pipe lines buried in area covered by plantations where digging should be minimized. Several GPR profiles using the 400 and 200 MHz frequency were performed trying to intercept perpendicularly the possible pipe lines. Because of the high conductivity of the soil, the raw original data can hardly be use to identify the pipe lines. However, after an adequate processing over the 200 MHz profiles, six pipe lines were identified. As a global result of the tests, GPR can be very usefull if the conductivity of the ground is low or, in the case of medium conductivities of the soils, if adequate processing is performed

Prevalência e localização espacial dos casos de tracoma detectados em escolares de Botucatu, São Paulo - Brasil

OBJETIVO: Avaliar a prevalência de tracoma em escolares de Botucatu/SP-Brasil e a distribuição espacial dos casos. MÉTODOS: Foi realizado um estudo transversal, em crianças de 7-14 anos, que frequentavam as escolas do ensino fundamental de Botucatu/SP, em novembro/2005. O tamanho da amostra foi estimado em 2.092 crianças, considerando-se a prevalência histórica de 11,2%, aceitando-se erro de estimação de 10% e nível de confiança de 95%. A amostra foi probabilística, ponderada e acrescida de 20%, devido à possível ocorrência de perdas. Examinaram-se 2.692 crianças. O diagnóstico foi clínico, baseado na normatização da Organização Mundial da Saúde (OMS). Para avaliação dos dados espaciais, utilizou-se o programa CartaLinx (v1.2), sendo os setores de demanda escolar digitalizados de acordo com as divisões do planejamento da Secretaria de Educação. Os dados foram analisados estatisticamente, sendo a análise da estrutura espacial dos eventos calculadas usando o programa Geoda. RESULTADOS: A prevalência de tracoma nos escolares de Botucatu foi de 2,9%, tendo sido detectados casos de tracoma folicular. A análise exploratória espacial não permitiu rejeitar a hipótese nula de aleatoriedade (I= -0,45, p>0,05), não havendo setores de demanda significativos. A análise feita para os polígonos de Thiessen também mostrou que o padrão global foi aleatório (I= -0,07; p=0,49). Entretanto, os indicadores locais apontaram um agrupamento do tipo baixo-baixo para um polígono ao norte da área urbana. CONCLUSÃO: A prevalência de tracoma em escolares de Botucatu foi de 2,9%. A análise da distribuição espacial não revelou áreas de maior aglomeração de casos. Embora o padrão global da doença não reproduza as condições socioeconômicas da população, a prevalência mais baixa do tracoma foi encontrada em setores de menor vulnerabilidade social.

Correlações simples entre as medidas de ultra-som e a composição da carcaça de bovinos jovens

Neste estudo avaliaram-se as correlações entre as medidas ultra-sonográficas e as características de carcaça de 115 bovinos jovens (Nelore, ½ Angus Nelore, ½ Simental Nelore e Canchim), com peso inicial médio de 329 kg e dois tamanhos à maturidade (pequeno e grande), em um sistema de produção do novilho superprecoce. Aos 120 dias de confinamento, foram realizadas a pesagem e medida da área de olho-de-lombo (AOL) e da gordura subcutânea (ECG), via ultra-sonografia. Após o abate, foram coletadas as medidas de AOL e ECG na carcaça e os pesos de traseiro, dianteiro e cortes cárneos comerciais, determinando-se também a composição corporal dos animais. Foram calculados os rendimentos de carcaça, cortes cárneos, traseiro, da AOL ultra-som por 100 kg de PV e da AOL carcaça por 100 kg de peso de carcaça. Dados da composição da carcaça indicaram alta deposição muscular nos animais ½ Simental Nelore e Canchim e expressiva deposição de tecido adiposo nos animais Nelore. No entanto, os animais ½ Angus Nelore mostraram-se mais apropriados para confinamento no sistema de produção do superprecoce, pois equilibraram musculosidade e gordura de acabamento. Os resultados demonstraram que a AOL tem relação com a musculosidade da carcaça e que, à medida que há seleção para o incremento desta característica, ocorre diminuição da ECG, como resultado da correlação negativa da ECG com a porcentagem de traseiro e AOL. Não foi observada diferença na composição entre os dois grupos de tamanho à maturidade, provavelmente em razão da pequena variação entre eles. Como as correlações envolvendo a AOL e a ECG por ultra-som e as mesmas medidas na carcaça apresentam resultados similares, validou-se a utilização da técnica da ultra-sonografia como alternativa para predição das características da carcaça de bovinos.