atividades de pesquisa 2009 grupo de robótica, automação e visão computacional - grav...
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Atividades de pesquisa 2009
Grupo de Robótica, Automação e Visão Computacional - GRAV
Laboratório de Automação, Visão e Sistemas Inteligentes - LAVSI
Departamento de Engenharia Elétrica – ENE/FTUniversidade de Brasília - UnB
UnBGRAV/ENE-UnB
Departamento de Engenharia Elétrica – UnB Controle e Automação, Telecom, Eletrônica, Potência e Redes
GRAV – Grupo de Robótica, Automação e Visão Computacional LAVSI – Laboratório de Automação, Visão e Sistemas Inteligentes LARA – Laboratório de Robótica e Automação LCVC – Laboratório de Controle e Visão por Computador
Corpo docente Prof. Dr. Adolfo Bauchspiess Prof. Dr. Geovany Araújo Borges Prof. Dr. João Yoshiyuki Ishihara Prof. Dr. Marco A. F. Egito Coelho
UnBLEARn
Laboratório de Ensino para Automação Remota
UnBLEARn
3 tanques
4 tanques
Laboratório de Ensino para Automação Remota
UnBCarcarah/Plena
Projeto GRAV – LAVSI / LARA
UnBCarcarah/Plena
Projeto GRAV – LAVSI / LARA
UnBCarcarah/Plena
Inspeção tradicional em linhas de transmissão: Inspeção aérea utilizando um helicóptero Equipe em terra
Processo dispendioso e de alto custo
Projeto GRAV – LAVSI / LARA
UnBCarcarah/Plena
Adaptação de veículos aéreos não-tripulados (VANTs) Projeto de pesquisa UnB – Plena Transmissoras
Desenvolvimento de um VANT para auxílio à inspeção de linhas
UnBCarcarah/Plena
Veículo aéreo não-tripulado (VANTs) baseado em helimodelo; Sistemas embarcados:
Sistema de controle e localização baseado em central inercial; Adaptação de distribuição linux em tempo real para rodar em compact flash; Câmeras móveis (Pan Tilt) auxiliares no pouso e decolagem.
Simulador para avaliações offline.
UnBCarcarah/Plena
Veículo aéreo não-tripulado (VANTs) baseado em helimodelo; Sistemas embarcados:
Sistema de controle e sistema de localização baseado em central inercial; Adaptação de distribuição linux em tempo real para rodar em compact flash; Câmeras móveis (Pan Tilt) auxiliares no pouso e decolagem.
Simulador para avaliações offline.
UnBCarcarah/Plena
Modelo simplificado no LAVSI
Detecção de falhas nas garras dos espaçadores das linhas
UnBCarcarah/Plena
Falha na garra Falha na garra
Falha na garra Sem falha
Classificador utilizando RNA 120 imagens: 60% treinamento; 20% validação e 20% teste.
UnBCarcarah/Plena
UnBCarcarah/Plena
UnBAutomação predial inteligente
Projeto PROBAL – CAPES /DAAD “Networked Control with Distributed Processing for Building
Automation in an Ambient Intelligence Framework”
Ambient Intelligence “Rede de sensores e atuadores provendo diversos
serviços de forma invisível aos usuários
Exemplos de serviços: Conforto térmico; Economia de energia; Segurança; Assisted Living.
UnBAutomação predial inteligente
Climatização Conforto e economia de energia
ZigBee Wireless Sensor Network Facilidade de retrofitting; Flexibilidade de implementação de sensores e atuadores; Fornecer diversos serviços aos usuários.
UnBAutomação predial inteligente
Climatização Conforto e economia de energia
ZigBee Wireless Sensor Network Facilidade de retrofitting; Flexibilidade de implementação de sensores e atuadores; Fornecer diversos serviços aos usuários.
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional Automação em ambientes isolados; Automação em ambientes com carga térmica compartilhada.
Ar condicionado híbrido Desenvolvimento e automação em ambientes isolados.
Serviços ao usuário Sistema de localização indoor
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle fuzzy em ambientes isolados:
Simulações:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle fuzzy em ambientes isolados:
Resultados:
Con
trole
On-
Off
Con
trole
Fuz
zy
30% de Economia
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Automação em ambientes com carga térmica compartilhada:
Ambientes de testes:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Automação em ambientes com carga térmica compartilhada:
Ambientes de testes:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle on-off em ambientes com carga térmica compartilhada:
Objetivo: Verificar a influência do posicionamento dos sensores Rede implementada:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle on-off em ambientes com carga térmica compartilhada:
Objetivo: Verificar a influência do posicionamento dos sensores Rede implementada:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle on-off em ambientes com carga térmica compartilhada:
Objetivo: Verificar a influência do posicionamento dos sensores Rede implementada:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle on-off em ambientes com carga térmica compartilhada:
Diferenças no posicionamento dos sensores:
Sens
ores
de
Ret
orno
do
arSe
nsor
es
cent
raliz
ados 21% de
Economia
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle fuzzy em ambientes com carga térmica compartilhada:
Rede implementada:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado convencional: Controle fuzzy em ambientes com carga térmica compartilhada:
Resultados:
Con
trole
Fuzz
y 18% de Economia
Con
trole
On-
off
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado híbrido: Ar condicionado convencional + evaporativo:
Ambientes de implementação:
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado híbrido: Ar condicionado convencional + evaporativo:
Módulos:
Módulo atuador (bomba, ventilador e compressor)
Módulo Interno(temperatura, umidade e Radiação térmica)
Módulo Externo(temperatura, umidade e Radiação solar)
Módulo móvel (temperatura, umidade, velocidade do ar)
Módulo Coordenador/PC
UnBAutomação predial inteligente
Ar condicionado híbrido: Ar condicionado convencional + evaporativo:
Software Supervisório:
UnBAutomação predial inteligente
Serviços Wireless Sensor Network: Sistema de localização indoor:
Triangulação hiperbólica baseada em RSSI:
UnBAutomação predial inteligente
Serviços Wireless Sensor Network: Sistema de localização indoor:
Triangulação hiperbólica baseada em RSSI:
UnBAutomação predial inteligente
Serviços Wireless Sensor Network: Sistema de localização indoor:
Triangulação hiperbólica baseada em RSSI:
UnBAutomação predial inteligente
Serviços Wireless Sensor Network: Sistema de localização indoor:
Mapeamento utilizando RNA e leituras RSSI: Treinamento: Feedforward-Backpropagation Conjunto de dados: 80% Treinamento e 20%
ValidaçãoNível do Sinal - mód. 1Nível do Sinal - mód. 2
Nível do Sinal - mód. N
Posição do módulo no eixo X
Nível do Sinal - mód. 1Nível do Sinal - mód. 2
Nível do Sinal - mód. N
1ª Rede Neural
Posição do módulo no eixo Y
...
...2ª Rede Neural
UnBAutomação predial inteligente
Serviços Wireless Sensor Network: Sistema de localização indoor:
Estágio Offline:
Triangulação Hiperbólica: Cálculo da constante K.
Mapeamento do ambiente: 110 Posições distintas; Várias leituras RSSI
em cada posição.
UnBAutomação predial inteligente
Serviços Wireless Sensor Network: Sistema de localização indoor:
Resultados:
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Dis
crep
ânci
a (m
)
Pontos de Medição
Mapeamento de Ambiente com RNAs
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Dis
crep
ânci
a (m
)
Pontos de Medição
Triangulação Hiperbólica
Pontos de Menor Erro Centro da Área de Provável Localização
UnBSistemas de Controle em Rede
Atuador Planta Física Sensores
Controlador
hup(t) yp(t)
uc(t)yc(t)
Sistemas de controle discretos com transmissão perfeita:
UnBSistemas de Controle em Rede
Atuador Planta Física Sensores
Controlador
hup(t) yp(t)
uc(t)yc(t)
Rede de Comunicação Atrasos Perda de pacote
Sistemas de controle em rede:
UnBSistemas de Controle em Rede
Atuador Planta Física Sensores
Controlador
hup(t) yp(t)
uc(t)yc(t)
Rede deComunicação
Ex.: Tempo de processamento dos dados do sensores muito grande Controle e estimação da posição de robôs com imagem
UnBSistemas de Controle em Rede
Atuador Planta Física Sensores
Controlador
hup(t) yp(t)
uc(t)yc(t)
Rede deComunicação
UnBSistemas de Controle em Rede
Sistemas de Controle em Rede: Aplicações:
Controle através de rede de sensores; Cirurgias remotas; Controle de veículos aéreos não-tripulados; Sistema de rodovias automatizadas.
Atrasos induzidos pela rede: Constantes ou variáveis; Diminuem a performance de controladores que desconsideram o atraso; Podem levar o sistema a instabilidade.
Perda de pacotes: Ao contrário da teoria de comunicação, não deve haver retransmissão de dados; Podem levar o sistema a instabilidade;
UnBSistema de Controle em Rede
Sistemas de Controle em Rede: Diagrama de blocos para o atraso:
UnBSistema de Controle em Rede
Sistemas de Controle em Rede: Protótipo
UnBSistema de Controle em Rede
Sistemas de Controle em Rede: Protótipo
UnB
46/17
Perguntas?
OBRIGADO A TODOS
PELA ATENÇÃO!!!
http://grav.unb.br http://www.ene.unb.br/~adolfo http://www.lara.unb.br/~figueredo