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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1353
Título: | Mapeamento de ambientes utilizando sonares e problemas inversos |
Autor(es): | Dias, Eduardo Tondin Ferreira |
Orientador(es): | Vieira Neto, Hugo |
Palavras-chave: | Robôs móveis Detectores Problemas inversos (Equações diferenciais) Reconstrução de imagens Ultrassom Processamento de imagens Métodos de simulação Engenharia elétrica Mobile robots Detectors Inverse problems (Differential equations) Image reconstruction Ultrasonics Image processing Simulation methods Electric engineering |
Data do documento: | 10-Jul-2015 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | DIAS, Eduardo Tondin Ferreira. Mapeamento de ambientes utilizando sonares e problemas inversos. 2015. 64 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informatica Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015. |
Resumo: | Em robótica móvel, um robô autônomo deve se deslocar por um ambiente sem colidir com os obstáculos ao seu redor. Com essa finalidade, várias pesquisas tem sido efetuadas ao longo dos anos, utilizando-se principalmente de sensores sonares para a aquisição de dados de distância aos obstáculos presentes no ambiente. A abordagem tradicional utilizada nesse conceito é baseada no tempo de voo do sinal ultrassônico, em que a distância entre robô e obstáculo é calculada através do período de tempo entre o envio e retorno do sinal. Essa técnica visa somente identificar a presença ou não de um obstáculo, resultando em representações de baixa resolução do ambiente, por não considerar características inerentes às reflexões ultrassônicas. Neste trabalho é apresentada uma nova abordagem, inspirada nas recentes pesquisas de imageamento através de ultrassom na área médica, com foco em problemas inversos. O objetivo é efetuar mapeamento de ambientes com uma melhor resolução e sem a necessidade da aquisição de múltiplas ondas ultrassônicas. As reconstruções das imagens foram realizadas a partir da aquisição das reflexões ultrassônicas utilizando sonares em um ambiente de testes controlado com apenas um obstáculo presente. Os experimentos efetuados visaram a comparação entre os principais métodos de reconstrução de imagens existentes, com foco em mapeamento de ambientes. Os métodos de reconstrução por problemas inversos apresentaram resultados promissores, principalmente se comparados ao método tradicional de reconstrução de imagens, delay and sum beamforming, da área médica. |
Abstract: | An autonomous mobile robot must be able to move through an environment without colliding with obstacles. This subject has been investigated by researchers over the years, mainly using sonar sensors to acquire distance data. The traditional approach used in this concept is based on the time of flight technique, in which the distances between the robot and obstacles are computed using the period of time between sending and receiving the ultrasonic wave. This technique aims only at the detection of obstacles, reconstructing the environment in low resolution since it does not consider inherent characteristics of ultrasonic reflections. The present work introduces a new approach, based on recent research on medical image reconstruction. The goal is to achieve environmental mapping in higher resolution, but without the need to acquire multiple ultrasonic bursts. The image reconstructions were made through the acquisition of ultrasonic reflections using sonars in a controlled test environment containing only one obstacle. Experiments were conducted to compare some of the existing image reconstruction methods, focusing on environment mapping. Inverse problems showed promising results, especially when compared to the traditional method of medical image reconstruction, delay and sum beamforming. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1353 |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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