Centro de Sistemas Inteligentes

Aterragem Automática Assistida por Visão

O objectivo deste projecto consiste no controlo de uma aeronave durante a fase de aterragem, usando algoritmos de visão, aproveitando os recentes avanços no que toca à visão por infravermelhos e radar para voo nocturno e/ou condições meteorológicas adversas. O projecto pretende estar ao alcance da aviação ligeira e jactos privados, os quais não se encontram equipados com os sistemas de controlo de trajectória usuais na aviação comercial. Neste vídeo mostra-se uma simulação dos resultados conseguidos. À esquerda há uma amostragem das imagens obtidas ao longo da trajectória de aproximação, com simulação de chuva. Existe uma sequência de imagens de referência numa base de dados, mostrada ao cimo à direita. O programa selecciona então uma região de interesse da imagem em tempo real, a qual se pretende levar, por meio de transformação projectiva, à imagem de referência -- à direita, ao centro --, obtendo assim uma estimativa da posição e atitude do avião. Este é controlado a partir destas estimativas. Ao fundo vê-se o gráfico da trajectória de descida.

Classificação, Indexação e Inspecção de Imagens

O projecto Classificação, Indexação e Inspecção de Imagens (CLIMA), financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, sob o programa POSC, de 1 de Setembro de 2005 até 31 de Agosto de 2007, teve por principal objectivo desenvolver uma metodologia geral, apoiada por um programa de computador, para classificar, indexar e inspeccionar um vasto leque de imagens correspondendo a superfícies naturais, como mármores ou tecidos. Isto pode facilmente generalizar-se a imagens de documentos antigos, como livros com tipos tipográficos antiquados, caracteres manuscritos, ou notação musical antiga. O problema pode considerar-se como pertencendo à importante classe de indexação de conteúdos baseada em imagens. Os principais resultados do projecto foram uma plataforma de classificação e um demonstrador industrial.

Controlo de uma Coluna de Flutuação

Após a extracção, o minério pode ser separado, por adição de reagentes apropriados, em colunas de flutuação, cujo nome deriva da forma geométrica do aparelho. Ao contrário das máquinas de flutuação convencionais, agitadas mecanicamente, que tendem a usar tanques rectangulares relativamente pouco profundos, as colunas têm alturas que tipicamente se acham entre 8 m e 15 m.

No projecto APTDEC, desenvolveram-se estratégias de controlo supervisor aplicadas a processos complexos de separação sólido-sólido (altamente não-linear), baseadas no Controlo Preditivo baseado em Modelo, com teste de variantes decorrentes da aplicação de técnicas de decisão fuzzy. Os objectivos fundamentais do projecto consistiram no desenvolvimento, implementação e avaliação da estratégia de controlo conducente à optimização dos parâmetros de um processo de separação (concentração) sólido-sólido: qualidade (teor) e produtividade (recuperação), através da definição de valores óptimos dos setpoints de variáveis de controlo/manipuláveis. Os modelos utilizados baseiam-se em sistemas de inferência fuzzy. Para a definição e avaliação dos critérios e constrangimentos de controlo foram utilizadas funções de pertença permitindo determinar o grau de admissibilidade da violação das restrições (fuzzy criteria). Todas as técnicas estudadas foram implementadas e testadas em tempo real na instalação piloto laboratorial, que consiste numa coluna de flutuação, equipamento acessório --- tanques, condicionadores --- e de toda a instrumentação (sensores, actuadores, PLC) necessária ao controlo.

Desenvolveu-se ainda um sistema de visão para avaliar o conteúdo em ferro da polpa na coluna, a partir da sua cor.

DIVA - Dirigível Instrumentado para Vigilância Aérea

O DIVA (Dirigível Instrumentado para Vigilância Aérea) têm, como possíveis aplicações, a monitorização e vigilância aérea de estradas, fogos florestais, ou linhas de alta tensão. Entre as vantagens do dirigível como plataforma utilizada poderíamos citar a sua estabilidade intrínseca, a sua economia de utilização, a reduzida poluição, a sua capacidade de se deslocar a velocidades baixas ou de pairar.

A fase prolongada de esquecimento dos dirigíveis resultou num conhecimento menor da sua utilização. Um primeiro objectivo do projecto é de participar num melhor conhecimento das suas características de voo e propor soluções alternativas utilizando as técnicas de controlo mais recentes.

Um segundo objectivo é explorar a mobilidade do balão para desenvolver um sistema de vigilância baseada em imagens que supervisione e reconheça o movimento de objectos e permita a inspecção de superfícies de terreno a partir de mapas digitais construídos a partir de imagens adquiridas por câmaras transportadas pelo dirigível a baixa/média altitude.

Robôs Móveis «Rasteirinhos»

Os rasteirinhos são robôs móveis de baixo custo de construção controlados por um computador portátil com uma webcam, usados para fins didácticos em várias cadeiras dos cursos de Engenharia Mecânica e Engenharia Informática. É fornecido um pacote básico de algoritmos para controlar o rasteirinho, sobre o qual os alunos desenvolvem projectos em várias cadeiras, como as de Computação e Programação, Programação por Objectos e Bases de Dados, Controlo de Sistemas, Visão, ou dissertações de mestrado. As tarefas incluem o desenvolvimento de controladores PID para seguir uma trajectória, a implementação de algoritmos de processamento de imagem, ou o teste de estratégias para evitar obstáculos. Há informações adicionais em http://www.dem.ist.utl.pt/~carclub/Clube.

Foram desenvolvidos ainda outros robôs móveis, como o robô abaixo.

Cirurgia Ortopédica Assistida Roboticamente

Controlo de Conversores de Energia das Ondas

As ondas do mar são uma fonte de energia renovável. Correspondem, em todo o mundo, a uma potência estimada de 2 TW, e é possível converter parte desta potência em electricidade. Estão a ser desenvolvidos vários aparelhos com este fito, designados Conversores de Energia das Ondas (CEOs), usando diferentes princípios de funcionamento, e concebidos para diferentes tipos de localização. A modelação e o controlo têm um papel importante no melhoramento da eficiência alcançada.

Está-se a desenvolver investigação em estratégias de controlo para CEOs, considerando-se diferentes aparelhos de tipos diferentes. Entre eles acha-se o Archimedes Wave Swing de primeira geração, que é um CEO submerso, para aplicação off-shore, com um diâmetro desprezável face a um comprimento de onda típico (e portanto designado absorsor pontual), que consiste em duas partes principais, cilíndricas e ocas, o flutuador e o silo, montadas numa estrutura que as conjuga, havendo ar preso entre ambas. O silo está fixo à estrutura e por meio dela ao fundo o mar; o flutuador é livre para arfar (mover-se para cima e para baixo), dentro de limites impostos por fins de curso. O princípio de funcionamento é simples: quando passa sobre o AWS uma crista de onda, a altura de água aumenta, a pressão que comprime o ar no seu interior também, e o flutuador desce; quando passa sobre o AWS uma cava de onda, a altura de água decresce, a pressão também, o ar expande-se e o flutuador sobe. A arfagem do flutuador é convertida em electricidade por um gerador eléctrico linear.