Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36707
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorDias, Eduardo Tondin Ferreira-
dc.date.accessioned2025-04-30T18:32:20Z-
dc.date.available2025-04-30T18:32:20Z-
dc.date.issued2024-12-27-
dc.identifier.citationDIAS, Eduardo Tondin Ferreira. Mapeamento de objetos em sonares utilizando compressed sensing para navegação autônoma. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36707-
dc.description.abstractSonars are widely used in navigation systems, which traditionally use the time-of-flight technique for obstacle detection and localization. This technique computes the time between sending and receiving the reflected ultrasonic signals. However, this technique presents problems with multiple ultrasonic reflection interferences in environments with multiple obstacles, requiring several acquisitions for an appropriate detection. This dissertation presents a novel approach to obstacle detection and localization. Some characteristics inherent to the ultrasound signals in the time domain, inverse problems, and Compressed Sensing concepts were used. Experiments were conducted in a controlled environment with multiple obstacles, and the ultrasonic reflections were acquired by a hardware platform with four sonars explicitly developed for sending and acquiring raw ultrasonic signals. The proposed approach was validated by comparing the reconstructed images – a bi-dimensional occupancy grid format – using the Orthogonal Matching Pursuit algorithm, a traditional image reconstruction method, and Tikhonov regularization. Three different representations of signal values were used, and the reconstructions were evaluated quantitatively, with the Compressed Sensing method showing promising results, which recommend its use in research for the detection and location of obstacles using sonar in the air.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectSonarpt_BR
dc.subjectDetecção comprimida (Telecomunicações)pt_BR
dc.subjectTransdutores ultrassônicospt_BR
dc.subjectProblemas inversos (Equações diferenciais)pt_BR
dc.subjectTransformada de Hilbertpt_BR
dc.subjectProcessamento de imagenspt_BR
dc.subjectAlgorítmos - Desenvolvimentopt_BR
dc.subjectCompressed sensing (Telecommunication)pt_BR
dc.subjectUltrasonic transducerspt_BR
dc.subjectInverse problems (Differential equations)pt_BR
dc.subjectHilbert transformpt_BR
dc.subjectImage processingpt_BR
dc.subjectAlgorithms - Developmentpt_BR
dc.titleMapeamento de objetos em sonares utilizando compressed sensing para navegação autônomapt_BR
dc.title.alternativeMapping of objects in sonar using compressed sensing for autonomous navigationpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoSonares são amplamente utilizados em sistemas de navegação, os quais tradicionalmente utilizam a técnica de tempo de voo para a detecção e localização de obstáculos. Essa técnica consiste em calcular o tempo entre o envio e recebimento das reflexões ultrassônicas dos obstáculos, porém, em ambientes com múltiplos obstáculos, esta técnica apresenta problemas para lidar com as interferências entre as reflexões, sendo necessárias diversas aquisições para uma detecção apropriada. Esta tese apresenta uma nova abordagem para a detecção e localização de múltiplos obstáculos, utilizando-se das características inerentes aos sinais no domínio do tempo e de conceitos de problemas inversos e uma técnica denominada Compressed Sensing. Experimentos foram conduzidos em um ambiente controlado de testes, reproduzindo um ambiente interno, com múltiplos obstáculos presentes e suas reflexões ultrassônicas adquiridas por uma plataforma de hardware, composta por quatro sonares e desenvolvida especificamente para o envio e aquisição de sinais ultrassônicos sem processamento. Para a validação da abordagem proposta, foram efetuados três estudos de caso, através de comparações entre as imagens reconstruídas no formato de mapa de ocupação representando bidimensionalmente os ambientes mapeados. O método proposto foi o Compressed Sensing e o algoritmo Orthogonal Matching Pursuit. Um método tradicional de reconstrução de imagem e a regularização de Tikhonov foram utilizados adicionalmente para fins de comparação. Três representações diferentes de valores dos sinais também foram usadas e as reconstruções foram avaliadas quantitativamente por três métodos. O método proposto utilizando Compressed Sensing apresentou resultados promissores nos experimentos quando comparado às técnicas tradicionais, o que recomenda a sua inclusão na pesquisa de detecção e localização de obstáculos utilizando sonares no ar.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-7010-0774pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4150988402084311pt_BR
dc.contributor.advisor1Schneider, Fábio Kurt-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6916-1361pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1463591813823167pt_BR
dc.contributor.referee1Lazzaretti, André Eugênio-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1861-3369pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7649611874688878pt_BR
dc.contributor.referee2Schneider, Fábio Kurt-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6916-1361pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1463591813823167pt_BR
dc.contributor.referee3Souza, Mauren Abreu de-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-6137-918Xpt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7932254008088709pt_BR
dc.contributor.referee4Noronha, Robinson Vida-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-2535-1507pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5337565921995591pt_BR
dc.contributor.referee5Valente, Solivan Arantes-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0002-6774-6099pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/2640992264277310pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
mapeamentosonaresnavegacao.pdf3,68 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons