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

Coordenação de veículo de inspecção subaquática com veículo de superfície autónomo

O LSA/ISEP(Laboratório de sistemas Autónomos do Instituto Superior de Engenharia do Porto) tem vindo nos últimos anos a desenvolver sistemas robóticos inovadores para operação em ambiente marinho sendo o veículo de superfície autónomo ROAZ II um exemplo de renome internacional. Neste contexto, e tendo em vista a satisfação dos requisitos parciais conducentes à obtenção do grau de Mestre em Eng. Electrotécnica e de Computadores - Ramo de Sistemas Autónomos do ISEP, o presente trabalho visou a integração de um robô submarino operado remotamente (ROV) com o robô de superfície ROAZ II. Esta solução inovadora de operação coordenada e integrada de um ASV/ROV permite dotar o ASV de mobilidade e visão subaquática. Após a caracterização e análise de requisitos de diversos cenários operacionais foi apresentada uma arquitectura de controlo coordenado dos dois veículos baseada em manobras de controlo descritas por autómatos híbridos. Os dois veículos foram modelados e as manobras coordenadas projectadas foram validadas com um simulador em ambiente Matlab/Simulink. Foi desenvolvido um sistema de localização relativa do ROV através da fusão sensorial de um sistema INS com um sistema acústico USBL utilizando um filtro EKF. O veículo ROV (VideoRay) do LSA foi instrumentado com os sensores necessários e efectuada a integração de hardware e software com o ASV ROAZ II permitindo a operação remota. Foi realizada uma missão demonstrativa de inspecção de pilares subaquáticos em cenário real com a operação conjunta dos dois robôs.

Robótica móvel: sistema de condução autónoma

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo Automação e Electrónica Industrial

All over the place localization system

The MAP-i Doctoral Programme in Informatics, of the Universities of Minho, Aveiro and Porto

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

Navegação cooperativa de um robô humanóide e um robô com rodas usando informação visual

This work presents a cooperative navigation systemof a humanoid robot and a wheeled robot using visual information, aiming to navigate the non-instrumented humanoid robot using information obtained from the instrumented wheeled robot. Despite the humanoid not having sensors to its navigation, it can be remotely controlled by infra-red signals. Thus, the wheeled robot can control the humanoid positioning itself behind him and, through visual information, find it and navigate it. The location of the wheeled robot is obtained merging information from odometers and from landmarks detection, using the Extended Kalman Filter. The marks are visually detected, and their features are extracted by image processing. Parameters obtained by image processing are directly used in the Extended Kalman Filter. Thus, while the wheeled robot locates and navigates the humanoid, it also simultaneously calculates its own location and maps the environment (SLAM). The navigation is done through heuristic algorithms based on errors between the actual and desired pose for each robot. The main contribution of this work was the implementation of a cooperative navigation system for two robots based on visual information, which can be extended to other robotic applications, as the ability to control robots without interfering on its hardware, or attaching communication devices

Integrated architecture for vision-based indoor localization and mapping of a quadrotor micro-air vehicle

Atualmente os sistemas de pilotagem autónoma de quadricópteros estão a ser desenvolvidos de forma a efetuarem navegação em espaços exteriores, onde o sinal de GPS pode ser utilizado para definir waypoints de navegação, modos de position e altitude hold, returning home, entre outros. Contudo, o problema de navegação autónoma em espaços fechados sem que se utilize um sistema de posicionamento global dentro de uma sala, subsiste como um problema desafiante e sem solução fechada. Grande parte das soluções são baseadas em sensores dispendiosos, como o LIDAR ou como sistemas de posicionamento externos (p.ex. Vicon, Optitrack). Algumas destas soluções reservam a capacidade de processamento de dados dos sensores e dos algoritmos mais exigentes para sistemas de computação exteriores ao veículo, o que também retira a componente de autonomia total que se pretende num veículo com estas características. O objetivo desta tese pretende, assim, a preparação de um sistema aéreo não-tripulado de pequeno porte, nomeadamente um quadricóptero, que integre diferentes módulos que lhe permitam simultânea localização e mapeamento em espaços interiores onde o sinal GPS ´e negado, utilizando, para tal, uma câmara RGB-D, em conjunto com outros sensores internos e externos do quadricóptero, integrados num sistema que processa o posicionamento baseado em visão e com o qual se pretende que efectue, num futuro próximo, planeamento de movimento para navegação. O resultado deste trabalho foi uma arquitetura integrada para análise de módulos de localização, mapeamento e navegação, baseada em hardware aberto e barato e frameworks state-of-the-art disponíveis em código aberto. Foi também possível testar parcialmente alguns módulos de localização, sob certas condições de ensaio e certos parâmetros dos algoritmos. A capacidade de mapeamento da framework também foi testada e aprovada. A framework obtida encontra-se pronta para navegação, necessitando apenas de alguns ajustes e testes.

Condução autónoma – localização de um veículo com base em odometria, IMU e GPS

A Condução de um veículo automóvel tem-se tornado cada vez mais automatizada ao longo dos anos. Este processo tem-se vindo a desenvolver com o intuito de facilitar cada vez mais a condução dos veículos, de prevenir acidentes rodoviários ou ainda de ser utilizado em operações militares. Este trabalho tem como principal foco o estudo da aplicação de dois dos principais métodos de cálculo da localização probabilística à localização de um veículo automóvel autónomo: o Filtro Estendido de Kalman e o Filtro de Partículas. Foram implementadas várias versões de ambos os filtros, quer em simulação, quer num veículo real, tendo por base, em termos de sensores, a odometria do robô, uma unidade inercial e um GPS. Este trabalho surge na continuação de vários projetos anteriores, com foco no desenvolvimento de um veículo autónomo de baixo custo, acrescentando-lhe a funcionalidade de se localizar. Neste sentido, o trabalho desenvolvido servirá de base para a navegação autónoma em trabalhos futuros.

Caracterização sensorial de amêndoas de castanha-de-caju fritas e salgadas

Shelled, roasted and salted cashew nut kernels were packaged in three different flexible materials (PP/PE= polypropylene / polyethylene; PETmet/PE= metallized polyethylene terephthalate / polyethylene; PET/Al/LDPE= polyethylene terephthalate / aluminum foil / low density polyethylene ), with different barrier properties. Kernels were stored for one year at 30° C and 80% relative humidity. Quantitative descriptive sensory analysis (QDA) were performed at the end of storage time. Descriptive terms obtained for kernels characterization were brown color, color uniformity and rugosity for appearance; toasted kernel, sweet, old and rancidity for odor; toasted kernel, sweet, old rancidity, salt and bitter for taste, crispness for texture. QDA showed that factors responsible for sensory quality decrease, after one year storage, were increase in old aroma and taste, increase in rancidity aroma and taste, decrease in roasted kernel aroma and taste, and decrease of crispness. Sensory quality decrease was higher in kernels packaged in PP/PE.

Perfil sensorial de ovos de Páscoa

Easter egg is a popular chocolate-candy in egg form commercialized in Brazil during Easter time. In this research, Quantitative Descriptive Analysis was applied to select sensory attributes which best define the modifications in appearance, aroma, flavor and texture when cocoa butter equivalent (CBE) is added to Easter eggs. Samples with and without CBE were evaluated by a selected panel and fourteen attributes best describing similarities and differences between them, were defined. Terms definition, reference materials and a consensus ballot were developed. After a training period, panelists evaluated the samples in a Complete Block Design using a 9 cm unstructured scale. Principal Component Analysis, ANOVA and Tukey test (p<0.05) were applied to the data in order to select attributes which best discriminated and characterized the samples. Samples showed significant differences (p<0.05) in all attributes. Easter egg without CBE showed higher intensities (p<0.05) in relation to the following descriptors: brown color, characteristic aroma, cocoa mass aroma, cocoa butter aroma, characteristic flavor, cocoa mass flavor, hardness and brittleness.

Perfil sensorial de vinhos brancos varietais brasileiros através de análise descritiva quantitativa

Descriptive terminology and sensory profile of three varieties of brazilian varietal white wines (cultivars Riesling, Gewürztraminer and Chardonnay) were developed by a methodology based on the Quantitative Descriptive Analysis (QDA). The sensory panel consensually defined the sensory descriptors, their respective reference materials and the descriptive evaluation ballot. Ten individuals were selected as judges based on their discrimination, reproducibility and individual consensus with the sensory panel. Twelve descriptors were generated showing similarities and differences among the wine samples. Each descriptor was evaluated using a nine-centimeters non-structured scale with the intensity terms anchored at its ends. The collected data were analysed by ANOVA, Tukey test and Principal Component Analysis (PCA). The results showed a great difference within the sensory profile of Riesling and Gewürztraminer wines, whereas Chardonnay wines showed a lesser variation. PCA separated samples into two groups: a first group formed by wines higher in sweetness and fruitty flavor and aroma; and a second group of wines higher in sourness, adstringency, bitterness, alcoholic and fermented flavors.

Tônus muscular : uma contribuição para os estudos em imagem corporal

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Crianças com fissura labiopalatina e baixo peso ao nascimento em testes auditivos centrais

INTRODUÇÃO: Alterações neurológicas ou sensoriais, entre elas as alterações auditivas periféricas e/ou centrais, são enfatizadas na população com baixo peso ao nascimento (BP), assim como, na presença de malformação craniofacial, tal como a fissura labiopalatina (FLP). OBJETIVO: Verificar e comparar o resultado de testes de processamento auditivo, Teste Dicótico de Dígitos (TDD) e Teste de Fusão Auditiva-Revisado (AFT-R), de crianças com FLP com e BP ao nascimento, com o de crianças sem FLP e nascida com peso normal. MÉTODO: Estudo retrospectivo e comparativo de 73 prontuários, dos quais foram verificados o sexo, peso ao nascimento, presença/ausência de FLP e o resultado de TDD e AFT-R. Foram constituídos três grupos de acordo com a análise do peso ao nascimento e presença ou ausência de FLP. RESULTADOS: Para o TDD a Análise de Covariância não mostrou diferença entre os grupos e sexos, porém a co-variável idade mostrou relação estatisticamente significante. Para o AFT-R não mostrou diferença entre os grupos, sexos e idades. CONCLUSÃO: Crianças com FLP e BP, embora sem significância estatística, apresentam maiores alterações nos testes de processamento auditivo utilizados ao comparar com crianças com FLP isolada e com crianças sem esta malformação craniofacial e sem BP. Ressalta-se ainda que o aumento da idade melhorou o desempenho no TDD.

Quality and sensorial characteristics of osmotically dehydrated mango with syrups of inverted sugar and sucrose

Osmotic dehydration is becoming more popular as a complementary treatment in the processing of dehydrated foods, since it presents some advantages such as minimising heat damage to the colour and flavour, inhibiting enzymatic browning and thus dispensing the addition of sulphite and, mainly, reducing energy costs. The objective of the present study was to evaluate the effect of using inverted sugar and sucrose syrups as osmotic agents in the dehydration of mango. The conditions used in the dehydration process were: syrup/fruit ratio of 3:1 (v/w); temperature of 45ºC and constant stirring. The in natura and osmo-dehydrated fruits were evaluated in relation to pH, moisture content, water activity (a w) and soluble solids (ºBrix). Solids incorporation and loss in mass after the dehydration process were also determined. The sensory acceptance of the in natura and osmo-dehydrated fruits was determined for the attributes of aroma, flavour, texture and overall acceptance using a hedonic scale. Osmotic dehydration resulted in a reduction in moisture content and water activity, an increase in Brix and maintenance of the pH. The treatment with inverted sugar syrup resulted in more significant alterations in moisture content, a w, Brix, solids incorporation and loss in mass than the treatment with sucrose syrup. Mangos osmo-dehydrated with inverted sugar (55.3% inversion rate) syrup obtained acceptance similar to in natura mangos, this treatment being considered the most adequate for dehydration purposes.

Avaliação sensorial de cachaça

The hedonic level of commercial cachaças, was evaluated by consumers and by a tasters. The results of sensorial methods analyzed trough Principal Components Analysis, Hierarchical Cluster Analysis and the Pearson linear correlation indicated that the best classified cachaças were produced in copper stills and aged in oak casks. By contrast the worst classified exhibited as the main features be not aged and high alcohol percentage. The index of preference is positively correlated with the intensity of yellow color, wood flavor, sweetness and fruit aroma. There is a negative preference correlation with the acidity, the taste of alcohol and bitterness.