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Objetivo: Determinar a prevalência e os fatores de risco para Hipertensão Arterial em acadêmicos do primeiro e oitavo períodos da Faculdade de Medicina de Barbacena. Metodologia: Foram utilizados questionários e aferição de pressão arterial para obtenção dos resultados. Valores maiores ou iguais a 140 mmHg para a pressão sistólica e/ou 90 mmHg para a pressão diastólica em pelo menos duas aferições realizadas em momentos diferentes foram considerados como risco do desenvolvimento da HA. Nos questionários foram obtidas informações sociodemográficas e acerca dos fatores de risco para a doença estudada. Resultados: A amostra foi constituída de 110 estudantes, dos quais 80 aceitaram participar da pesquisa. As variáveis relacionadas com o risco do desenvolvimento da HA foram: ICQ (índice cintura quadril), PAD (pressão arterial diastólica), tabagismo e etilismo. Conclusão: A prevalência de HA e de seus fatores de risco entre os acadêmicos de medicina foi baixa, entretanto observou-se que os que cursavam o oitavo período tiveram maior prevalência de fatores de risco como tabagismo e etilismo.

Nowadays, service robots are used for private or research usage, like in space programs to explore planets, or in an University project. This dissertation is mainly focused on the development of an anthropomorphic arm and its assemble on the platform CAMBADA@Home to participate and achieve better results in the RoboCup competition. In this dissertation it will be explained how the robotic arm for CAMBADA@Home was developed. This will include the motors used, BLDC motor and Dynamixel servo motors, as well as the construction of a model of the arm with the use of a CAD software, which involves the use of the motors designed and the creation of some parts to connect them, as well as the assembly of the physical model. Afterwards the hardware and software control were developed. It was also used a simulator in order to safely test the model. Then a few test were run which consisted on the use of no load an with a load of 263 grams. Additional test were run to verify if the planning sequence matched the physical trajectory Nos dias que correm, os robôs são usados na investigação, para uso privado, como nos programas espaciais para explorarem planetas, ou para um projeto Universitário. Este projeto terá como foco o desenvolvimento de um braço antropomórfico, e possível instalação na plataforma móvel CAMBADA@ Home, para este poder participar na competição do RoboCup e conseguir alcançar mais objetivos do que aqueles que faz atualmente. Nesta dissertação irá ser explicado como os braços para o CAMBADA@Home serão desenvolvidos, explicando os motores que foram usados, motor BLDC e os servo motores, e como foram aplicados, o desenvolvimento de um modelo virtual a partir um software CAD e a construção do modelo físico. Irá também conter a informação de como a placa de controlo dos motores foi desenvolvida, o software usado assim como as ferramentas necessárias para este trabalho, incluindo o simulador usado para testar o modelo Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações Resumo não disponível The widespread use of LED as arti cial illumination lead to the development of indoor positioning systems using visible light. On this work we gathered information on strategies and sensors used in visible light positioning (VLP). As such, we propose to estimate a robots position based on visible light communication (VLC) using a prototype developed in previous works. The work was divided in four stages. Initially, we veri ed that the prototype used was suitable to estimate its position. In order to overcome the prototype's limitations, a simulation environment was developed, where similar structures were tested. This allowed the comparison between the results obtained using the prototype and those from the simulator. At last, a noise model was implemented on the simulator to verify its in uence on the position estimation. The results show the viability of implementing VLP using a simple sensor based on a set of photo-diodes placed over a hemispherical dome, yielding a low-cost solution for VLP. When comparing the results obtained with the prototype and the simulator, we veri ed that the response is identical. With the implementation of the noise model, the results show an error of a few centimetres. We concluded that the photo-diodes eld of view is important when the position is estimated. The sensors eld of view should be big enough to intercept others in order to prevent blind spots but not too big since it would lead to errors because all sensors would receive signal.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2018-01-22T15:56:37Z No. of bitstreams: 1 Miguel Castro Migueis Vieira.pdf: 6891678 bytes, checksum: 6554f1d62015644135baa4f1e0c96e58 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-22T15:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miguel Castro Migueis Vieira.pdf: 6891678 bytes, checksum: 6554f1d62015644135baa4f1e0c96e58 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12

Submitted by Cristina Afonso (cac@lisboa.ucp.pt) on 2017-03-14T15:10:36Z No. of bitstreams: 1 Tese Tatiana Rodrigues Gomes-cds.pdf: 5045617 bytes, checksum: c4e12a5e1a3943fe2bfd2e2c1106f253 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Afonso (cac@lisboa.ucp.pt) on 2017-03-14T15:10:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Tatiana Rodrigues Gomes-cds.pdf: 5045617 bytes, checksum: c4e12a5e1a3943fe2bfd2e2c1106f253 (MD5) Made available in DSpace on 2017-03-14T15:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Tatiana Rodrigues Gomes-cds.pdf: 5045617 bytes, checksum: c4e12a5e1a3943fe2bfd2e2c1106f253 (MD5) Previous issue date: 2016-12-09

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática Submitted by Patrícia Correia (patriciacorreia@ua.pt) on 2015-09-22T11:42:33Z No. of bitstreams: 1 Desenvolvimento de um guarda-redes para a liga de robôs médios.pdf: 32222821 bytes, checksum: ac5b541308caf1d14b63d93fc3bd6c2c (MD5) Made available in DSpace on 2015-09-22T11:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Desenvolvimento de um guarda-redes para a liga de robôs médios.pdf: 32222821 bytes, checksum: ac5b541308caf1d14b63d93fc3bd6c2c (MD5) Previous issue date: 2015

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática CAMBADA (Cooperative Autonomous Mobile Robots with Advanced Distributed Architecture) is the robotic soccer team of the University of Aveiro that participates in RoboCup Middle Size League. This team was created by researchers from research units IEETA and ATRI. Robotics is an area in constant evolution but the work developed within this thesis will hardly be overcome even with the constant progress in this area, since the primary goal of the goalkeeper will always remain the same: not conceding goals. Contributions presented in this dissertation are in terms of high-level behavior of the goalkeeper of the team CAMBADA , however not everything applies exclusively to the goalkeeper, it is important for any eld player and can be applicable in the near future. This work addressed two main topics, the rst one is the positioning of the goalkeeper on the eld that extends to the run-game placements, near the goal posts placement and a more aggressive defense behavior with pressure to the player with the ball. The second topic addressed is the ability of detection and defend shots by air. The con guration of the goalkeeper in a simple way has been one of the objectives of this study, to avoid at all costs that his actions are too static and can easily take advantage of this easy setup to change the goalkeeper behavior depending on the opponents of CAMBADA. A graphical user interface to control these settings was developed. The work has been tested in the laboratory di ering greatly from the previous behavior that was very defensive and whose radius of action was very close to the goal line for a more unpredictable, closer to an human Goalkeeper behavior that applying pressure to the opponent attacker feature a wider range of defensive options. CAMBADA (Cooperative Autonomous Mobile roBots with Advanced Distributed Architecture) e a equipa de futebol rob otico da Universidade de Aveiro que participa na RoboCup Middle Size League. Esta equipa foi criada por investigadores das unidades de investiga c~ao IEETA e ATRI. A rob otica e uma area em constante evolu c~ao mas o trabalho desenvolvido no ^ambito desta tese di cilmente vai ser ultrapassado mesmo com o constante avan co desta area, pois o objetivo fundamental do Guarda-Redes vai continuar sempre o mesmo: n~ao sofrer golos. Nesta disserta c~ao s~ao apresentadas contribui c~oes no comportamento de alto n vel do Guarda-Redes da equipa CAMBADA, no entanto nem tudo se aplica exclusivamente ao Guarda-Redes, sendo importante para qualquer jogador de campo e podendo ser aplic avel num futuro pr oximo. Neste trabalho s~ao abordados dois grandes t opicos, o primeiro e o posicionamento do guarda-redes em campo que se estende aos posicionamentos em jogo-corrido, encostado aos postes, relativo a baliza e a uma defesa mais agressiva com sa das ao jogador com bola. O outro t opico abordado e a capacidade de dete c~ao e defesa de remates pelo ar. A con gura c~ao do Guarda-Redes de uma forma simples foi um dos objetivos neste trabalho, de forma a evitar ao m aximo que a sua a c~ao seja demasiado est atica, podendo facilmente tirar proveito desta f acil con gura c~ao consoante os advers arios da equipa CAMBADA. Foi desenvolvida uma interface gr a ca a m de controlar estas con gura c~oes. O trabalho desenvolvido foi testado em laborat orio diferenciando-se bastante do antigo comportamento que era muito defensivo e cujo o raio de a c~ao era muito pr oximo da linha de golo, para um comportamento mais imprevis vel, mais aproximado a um Guarda-Redes humano ao pressionar o atacante advers ario dispondo de um maior leque de op c~oes defensivas.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Submitted by Manuel Jesus (albertojesus@ua.pt) on 2013-12-10T17:39:46Z No. of bitstreams: 1 7963.pdf: 18248245 bytes, checksum: fa78f18af05485ca3269be893c2647f0 (MD5) Made available in DSpace on 2013-12-10T17:39:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 7963.pdf: 18248245 bytes, checksum: fa78f18af05485ca3269be893c2647f0 (MD5) Previous issue date: 2013

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações Nowadays, service robots are an attractive that moves numerous researchers and hence research units, publics or privates ones, being Universities a good example of this fact. RoboCup competition, namely its RoboCup@Home league, brings to the fore various and excellent projects, being a storefront of the service robots state of the art. Service robots have numerous applications, for instance serving someone for leisure, helping someone with reduced mobility or even perform boring tasks. In this sense, the Transverse Activity on Intelligent Robotics (ATRI) group, part of the Institute of Electronics and Telematics Engineering of Aveiro (IEETA), intends at endowing the CAMBADA@Home robot with an anthropomorphic arm. This arm allow a more e ective human robot interaction. Thus, the robot will be able to carry some small objects as well as put them in a predetermined place. Furthermore, this anthropomorphic manipulator will enable the robot to carry heavier loads with human cooperation as well as open doors. Herewith, this document depicts the conception of an anthropomorphic arm mechanical structure as well as the low level electronics developed on behalf of the arm right performance. Os robôs de serviço são actualmente um atrativo que tem movido vários investigadores e consequentemente unidades de investigação, tanto privadas como públicas, sendo um bom exemplo deste facto inúmeras Universidades. A competição RoboCup, nomeadamente a sua liga RoboCup@Home, catapulta para a ribalta variados e excelentes projectos, sendo deveras uma montra no estado da arte actual neste tipo de robôs. Os robôs de serviço têm inúmeras aplicações, desde servir alguém por lazer até apoiar indivíduos não totalmente independentes nas suas tarefas diárias, sem esquecer tarefas morosas e repetitivas que normalmente os seres humanos não gostam de executar. Neste ^âmbito, o Grupo de Actividade Transversal em Robótica Inteligente (ATRI) do Instituto de Engenharia Electrónica e Telemática de Aveiro (IEETA), pretende munir o seu robô CAMBADA@Home de um braço antropomórfico, este que permitirá uma interação humano robô mais efectiva. Neste sentido, o robô será capaz de transportar objectos de pequeno porte bem como colocá-los num lugar pré-determinado sem ser esquecida a cooperação com humanos no transporte de cargas mais pesadas bem como a aberturas de portas. Sendo assim, este documento descreve a concepção de uma estrutura mecânica para o Braço antropomórfico bem como o desenvolvimento da electrónica de baixo nível inerente ao funcionamento do mesmo.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações A robótica é usada com objetivos didáticos nos mais variados níveis de ensino. Potencia uma aprendizagem com uma forte componente prática ao mesmo tempo que é uma atividade lúdica, fomentando o divertimento e o espírito de entreajuda entre os intervenientes. Como veículo de ensino, as mais variadas plataformas estão disponíveis no mercado e têm sido construí das ao longo do tempo. Na Universidade de Aveiro, realiza-se, desde 1995, o concurso Micro-Rato com objetivos didáticos, o qual tem incitado ao desenvolvimento de variadas plataformas robóticas. Neste documento é descrito o processo de conceção, projeto e construçao de uma plataforma robótica didática, tomando como inspiração as várias que têm sido construídas para o concurso Micro-Rato e aquilo que existe no mercado. Esta plataforma pretende ser uma mais valia para a robótica educacional, tendo baixo custo e facilidade de constrção e expansão. Robotics is used with educational purposes among di erent school levels. It's a practical way of learning and it brings amusement to the people involved, they tend to have fun and help each others in the process of learning with robotics. As a teaching way, di erent robotic platforms can be found in the market and have been built. The University of Aveiro holds since 1995 the Micro-Rato contest with educational purposes. Di erent platforms have been built taking it as an inspiration. In this document it's described the process of conceptualizing, projecting and building a robotic platform with educational purposes taking inspiration from the di erent platforms built for the Micro-Rato contest and the ones available in the market. It is intended to build a platform which can be turn into a valuable educational object, with a low cost, easy to assemble and expand.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Submitted by Nuno Cruz (nuno@ua.pt) on 2014-01-15T12:03:59Z No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 12460038 bytes, checksum: 5978760044025bd2e2a46eda427bc80b (MD5) Made available in DSpace on 2014-01-15T12:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 12460038 bytes, checksum: 5978760044025bd2e2a46eda427bc80b (MD5) Previous issue date: 2013

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações A área da condução autónoma tem sido palco de grandes desenvolvimentos nos últimos anos. Não só se tem visto um grande impulso na investigação, existindo já um número considerável de carros autónomos, mas também no mercado, com vários sistemas de condução assistida a equipar veículos comercializados. No trabalho realizado no âmbito desta dissertação, foram abordados e implementados vários tópicos relevantes para condução autónoma. Nomeadamente, foram implementados sistemas de mapeamento, localização e navegação num veículo autónomo dotado de um sistema de locomoção Ackerman. O veículo é capaz de construir o mapa da pista e de usar esse mapa para navegar. O mecanismo de mapeamento é supervisionado, no sentido em que o veículo tem de ser remotamente controlado de modo a cobrir a totalidade da pista. A localização do veículo na pista é realizado usando um filtro de partículas, usando um modelo de movimento adequado ao seu tipo de locomoção. O planeamento de percurso faz-se a dois níveis. A um nível mais alto, definem-se pontos de passagem na pista que estabelecem o percurso geral a realizar pelo veículo. A definição destes pontos está diretamente relacionada com a concretização de tarefas impostas ao veículo. A um nível mais baixo, o percurso entre pontos adjacentes anteriores é detalhado numa sequência mais fina de pontos de passagem que tem em consideração as limitações do modelo Ackerman da locomoção do veículo. A navegação é adaptativa, no sentido em que se adequa à existência de obstáculos, entretanto detetados pelo sistema sensorial do veículo. O sistema sensorial do veículo é essencialmente baseado num dispositivo com visão RGB-D (Kinect) montado num suporte com dois graus de liberdade (pan&tilt). Este sistema é usado concorrentemente para ver a estrada e os obstáculos que nela possam existir e para detetar e identificar sinais de trânsito que aparecem na pista. A aquisição e processamento dos dados sensoriais e a sua transformação em informação (localização do veículo na pista, deteção e localização de obstáculos, deteção e identificação dos sinais de trânsito) foi trabalho realizado pelo autor. Um agente de software foi desenvolvido para gerir o acesso concorrente ao dispositivo de visão. O veículo desenvolvido participou na Competição de Condução Autónoma, do Festival Nacional de Robótica, edição de 2013, tendo alcançado o primeiro lugar. The autonomous driving field has been a stage of major developments in the last years. Not only has been seen a major push in the research, already existing several self driving cars, but also in the market, with several assisted driving systems equipped in commercialized vehicles. In the work developed in the scope of this dissertation, it were approached and developed several relevant topics to the autonomous driving problem. Namely, it were implemented mapping systems, localization and navigation in an autonomous vehicle with an Ackerman locomotion system. The vehicle is capable of building the map of the track and use that map to navigate. The mapping mechanism is supervised, the vehicle has to be remotely controlled to cover the entire track. The localization of the vehicle in the track is accomplished using a particle filter, using the adequate motion model to its locomotion system. The path planning is performed at two levels. At a higher level, the overall course to be performed by the vehicle is defined by passage points. At a lower level, the path between the aforementioned points is detailed in a thiner sequence of points that take into account the limitations of the Ackerman motion model. The navigation is adaptive since it adapts to the existence of the obstacles detected by the robot’s sensory system. The vehicle’s sensory system is essentially based on a device with RGB-D vision system (Kinect) mounted over a structure with two degrees of freedom (pan&tilt). This system is concurrently used to see the track and the obstacles that may exist and to detect and identify traffic signs that appear on the track. The acquisition and processing of the sensory data and its transformation in information (localization of the vehicle in the track, detection and localization of obstacles, detection and identification of traffic signs) was work developed by the author. A software agent was developed to manage the concurrent access to the vision device. The developed vehicle participated in the Autonomous Driving Competition, from the Portuguese Robotics Open, 2013 edition, having achieved the first place.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Existe actualmente um interesse visível por parte de grupos de investigação e entusiastas em veículos aéreos não tripulados de descolagem e aterragem vertical, especialmente numa aeronave denominada de quadrotor. Este interesse surge, em grande parte, devido _a capacidade destes veículos desempenharem funções em ambientes de difícil acesso ao homem. O Grupo de Actividade Transversal em Robótica Inteligente (ATRI) do Instituto de Engenharia Eletrónica e Telemática de Aveiro (IEETA) com experiência em diversos tipos de plataformas robóticas terrestres, pretende iniciar o estudo neste tipo de aeronaves com o objectivo de, a prazo, as tornar totalmente autónomas. Esta dissertação consiste, consequentemente, no estudo da dinâmica neste tipo de veículos, assim como na construção de um primeiro protótipo de testes. São descritas as varias etapas de construção, desde a escolha dos componentes, desenvolvimento de uma placa de controlo e estabilização _a assemblagem final da aeronave. São explicados quais os sensores necessários para efectuar a estimativa da orientação do veiculo, assim como a implementação de filtros de fusão sensorial para uma estimativa mais precisa. Alem disso, e descrito do algoritmo de controlo PID aplicado para controlo e estabilização do quadrotor. No final são expostos os testes realizados e os resultados experimentais, retirando conclusões para trabalhos futuros. Nowadays, many research groups and enthusiasts developed an interest in Vertical Take Of and Landing (VTOL) vehicles due to the ability to perform tasks in hazardous environments for human beings. The Transverse Activity on Intelligent Robotics (ATRI) research group, part of the Institute of Electronics and Telematics Engineering of Aveiro (IEETA), which has a lot of experience in terrestrial robots, wants to start the research in these kind of aircrafts, setting the future goal of developing a fully autonomous quadrotor. Therefore, this dissertation overviews the study of the quadrotor dynamics and the developing of a rst version of a VTOL prototype. Several stages of research are discussed, since the components selection, the required sensors to estimate the quadrotor attitude and the implemented fusion lters to improve that estimation. The implemented control algorithms( PID) necessary to perform control and stabilization are also discussed. Finally, the experimental results are presented, followed by the conclusions and future work.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Os sensores são dispositivos que respondem com um sinal elétrico a um estímulo ou sinal do “mundo exterior”, permitindo a um qualquer equipamento eletrónico obter informação desse mundo para que possa atuar em conformidade. Os sensores podem ser encontrados num vasto domínio de aplicações. Existem sensores de luz, temperatura, som, radiação, magnéticos, pressão, movimento, velocidade, aceleração, orientação, mecânicos, entre outros, cujas suas utilizações vão desde uma vasta gama de aplicações industriais até ao mais simples equipamento eletrónico doméstico. Nesta dissertação serão alvo de estudo sensores capacitivos, mais concretamente a sua aplicação na deteção do toque humano. Os sensores capacitivos são utilizados numa ampla gama de dispositivos, desde telemóveis, leitores de mp3, controlos remotos, fogões, entre outros. O objetivo deste projeto consiste em identificar condições de utilização dos sensores capacitivos, desde materiais, algoritmos de validação da deteção do toque, geometria do sensor e deteção de movimento, dando relevância ao conhecimento sobre o comportamento esperado em função do material, da espessura e de outros parâmetros que possam influenciar, positiva ou negativamente, a sensibilidade dos sensores capacitivos ao toque humano. Sensors are devices that respond with an electrical signal to a stimulus or signal from the "outside world", allowing an electronic device to get any information from that world so they can act accordingly. The sensors can be found in a great range of applications. There are light sensors, temperature, sound, radiation, magnetic, pressure, motion, velocity, acceleration, orientation, mechanical, among others, which are applied from a wide range of industrial applications until the simplest household electronic equipment. Capacitive sensors are the subject of study of this dissertation, specifically its application in human touch detection. Capacitive sensors are used in a wide range of devices, from mobile phones, MP3 players, remote controls, stoves, among others. The objective of this project is to identify conditions of use for capacitive sensors, provided materials, validation of touch detection algorithms, sensor’s geometry and motion detection, giving relevance to the knowledge about the expected behaviour according to material, thickness and others parameters that may influence, positively or negatively, the sensitivity of the capacitive sensors to the human touch.

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática Os robôs autónomos e os veículos não tripulados são vertentes da robótica de forte investigação durante os últimos anos, especialmente para o desenvolvimento de veículos autónomos destinados à exploração de lugares inóspitos. Um robô autónomo é uma máquina que consegue ser independente e regida pelas suas próprias leis, um sistema que consegue sobreviver num ambiente natural sem intervenção humana. Hoje em dia são muitos os sistemas disponíveis (como por exemplo GPS e visão computorizada) que ajudam os robôs a sobreviver, sendo o grande desafio integrá-los de forma a produzir um ser mais inteligente, sólido e confiável. O Departamento de Electrónica, Telecomunicações e Informática da Universidade de Aveiro tem realizado, nos últimos anos, trabalho na área da condução autónoma. Um dos objectivos desse trabalho tem sido o desenvolvimento de veículos autónomos para participação na prova de condução autónoma do Festival Nacional de Robótica, na qual participa desde 2001. O software de controlo de alto nível do veículo actual assentava numa estrutura sequencial o que torna complexa a tarefa de manutenção e integração de novas funcionalidades. Actualmente existem módulos para a descrição do mundo bem como para o planeamento de trajectórias sobre esses modelos e um módulo para percepção a partir de imagem. O objectivo deste trabalho foi o de reestruturar todo o software de alto nível, tornando-o modular e concorrente permitindo dessa forma uma melhor manutenção, actualização e evolução. Fica assim mais fácil a substituição de módulos, a incorporação de novas funcionalidades e o trabalho de equipa. A nova estrutura assenta na existência de uma memória central e partilhada, tipo blackboard, onde os vários módulos recolhem os dados de que necessitam e depositam os dados produzidos. Este novo modelo arquitectural foi implementado no veículo e testado durante a edição de 2010 do Festival Nacional de Robótica, tendo alcançado o terceiro lugar. A arquitectura apresentada incorporou vários sistemas já existentes, tendo como principais vantagens a modularidade e extensibilidade dentro de um ambiente concorrente e com informação distribuída. The autonomous robots and unmanned vehicles have been an intensive fi eld of research in the last years for driverless cars and harsh environments exploration. An autonomous robot is a machine that can work in an independent way and subject to its own laws only, a system that can survive in the real-world environment without human intervention. Today many systems are available (e.g. GPS, Computer Vision) that aid the robots to survive, being the biggest challenge put all together and create an agent more intelligent, robust and reliable. The Department of Electronics, Telecommunications and Informatics of University of Aveiro in the last years has worked in the autonomous driving area. One point of this work has been the developing of autonomous vehicles for participation in the autonomous driving inside competition of the Portuguese Robotics Open, where it has participated since 2001. The high level software that controls the actual vehicle is based on a sequential structure that turns maintenance and integration of new modules in a complex task. Currently, there are modules to carry out several basic tasks, namely, image perception and integration, \world" representation, and creation of trajectory plans The aim of this work is the reorganization of the existent high-level software, following a modular and concurrent paradigm. The new software organization makes it easier to replace software modules and to add new functionalities, enhancing team work development and maintenance. The new structure is based on the existence of a central shared memory, like a blackboard, where the modules collect data that they need as well as publish produced data. This new architectural approach has been implemented in the ROTA robot and it was tested in the 2010 Portuguese Robotics Open (where it ranked 3rd). The proposed architecture links several existing systems and has as strongest points modularity and extensibility in concurrent environment with distributed information.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Com o objectivo de acrescentar uma fonte de informação sensorial complementar aos robôs da equipa de futebol CAMBADA, o trabalho descrito na presente dissertação visou o desenvimento de um sistema de medida inercial (SMI) baseado num microcontrolador com um acelerómetro de três eixos e um giroscópio de um eixo. A informação recolhida pelo SMI destina-se a ser analisada em conjunto com os dados sensoriais colhidos a partir de outros módulos presentes nos robôs, permitindo, através de algoritmos de fusão sensorial, estimar a translação e rotação dos robôs com objectivo de obter com uma maior precisão uma avaliação do seu comportamento dinâmico em campo bem como optimizar a avaliação do seu posicionamento e postura e melhorar os algoritmos de controlo. Esta dissertação começa por apresentar um levantamento do estado da arte bem como um resumo dos principais aspectos tecnológicos deste tipo de dispositivos sensoriais com realce para as suas aplicações e principais limitações. A dissertação inclui ainda os aspectos relacionados com o projecto e instanciação de um módulo SMI, bem como a apresentação e análise crítica dos resultados obtidos a partir de um conjunto de testes laboratoriais. Por fim apresenta-se uma breve conclusão crítica sobre o comportamento e a performance do módulo desenvolvido bem como a indicação de eventual trabalho futuro. With the objective of adding an extra source of sensorial information complementing the robotic football team CAMBADA, this work focused on the development of an inertial measurment unit (IMU), based on a microcontroller, a three axis accelerometer and a one axis gyroscope. With the information gathered by the IMU, together with other sensorial data modules present in the robots, it is possible to use sensor fusion algoritms to estimate the robots translations and rotations, ful- lling the objective of obtaining an accurate evaluation of its tracking, posture and improving its control algoritms. This thesis begins by presenting a look into the state of the art as well as a brief look into the major tecnological aspects of this kind of sensorial devices highlighting the most important applications and their limitations. This work also includes the aspects regarding the project and the implementation of the developed IMU module, as well as a presentation and a critical analysis of the obtained results from a series of laboratorial tests. Finally a brief critical analysis regarding the behavior and performance of the developed module is discused, as well as the eventual future work.

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática Submitted by Bella Nolasco (bellanolasco@ua.pt) on 2011-06-27T11:52:27Z No. of bitstreams: 1 4923.pdf: 13040141 bytes, checksum: 9c32219c7197e828c46705269c9bded7 (MD5) Made available in DSpace on 2011-06-27T11:52:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4923.pdf: 13040141 bytes, checksum: 9c32219c7197e828c46705269c9bded7 (MD5) Previous issue date: 2010

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Submitted by Nuno Cruz (nuno@ua.pt) on 2011-12-09T12:13:34Z No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 1953573 bytes, checksum: 10418f26b495b540fbaa2fc9428e74fb (MD5) Made available in DSpace on 2011-12-09T12:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 1953573 bytes, checksum: 10418f26b495b540fbaa2fc9428e74fb (MD5) Previous issue date: 2010

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Os actuais sistemas de controlo das funções de motronica O trabalho apresentado nesta dissertação está integrado no projecto ECU2010, que tem por objectivo o desenvolvimento de um sistema de processamento paralelo escalavel e do software de apoio á sua utilização, para ser aplicado ao controlo de um motor de combustão para o desporto automóvel. Neste trabalho será desenvolvido a estrutura de hardware paralelo e os sistemas de comunicação entre os nós de processamento paralelo. Tambem faz parte deste trabalho o desenvolvimento de APIs que seram utilizadas pelo software de desenvolvimento para distribuição das funções pelos módulos, bem como implementação de funcionalidades de teste do sistema. The work presented in this thesis was part of the project ECU2010, the aim of the project was to develop a scalable Parallel Processing System to control a combustion engine to use in Motorsport. It was also an aim of this project to develop a Software Development Environment that enables the user to implement and deploy the motronic functions on the parallel system and debug them on the hardware. My work focused on two parts, the first part was the idealization of the Parallel Processing System structure and implementation of some of the communication blocks. The second part was implementation an API for the Graphical Interface that would allow an easy handling of the hardware system. My work also focused on the motronic functions distribution and data routing between the modules that make the parallel system.

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática Visão por computador e fusão sensorial são temas relativamente recentes, no entanto largamente adoptados no desenvolvimento de robôs autónomos que exigem adaptabilidade ao seu ambiente envolvente. Esta dissertação foca-se numa abordagem a estes dois temas para alcançar percepção no contexto de condução autónoma. O uso de câmaras para atingir este fim é um processo bastante complexo. Ao contrário dos meios sensoriais clássicos que fornecem sempre o mesmo tipo de informação precisa e atingida de forma determinística, as sucessivas imagens adquiridas por uma câmara estão repletas da mais variada informação e toda esta ambígua e extremamente difícil de extrair. A utilização de câmaras como meio sensorial em robótica é o mais próximo que chegamos na semelhança com aquele que é o de maior importância no processo de percepção humana, o sistema de visão. Visão por computador é uma disciplina científica que engloba àreas como: processamento de sinal, inteligência artificial, matemática, teoria de controlo, neurobiologia e física. A plataforma de suporte ao estudo desenvolvido no âmbito desta dissertação é o ROTA (RObô Triciclo Autónomo) e todos os elementos que consistem o seu ambiente. No contexto deste, são descritas abordagens que foram introduzidas com fim de desenvolver soluções para todos os desafios que o robô enfrenta no seu ambiente: detecção de linhas de estrada e consequente percepção desta, detecção de obstáculos, semáforos, zona da passadeira e zona de obras. É também descrito um sistema de calibração e aplicação da remoção da perspectiva da imagem, desenvolvido de modo a mapear os elementos percepcionados em distâncias reais. Em consequência do sistema de percepção, é ainda abordado o desenvolvimento de auto-localização integrado numa arquitectura distribuída incluindo navegação com planeamento inteligente. Todo o trabalho desenvolvido no decurso da dissertação é essencialmente centrado no desenvolvimento de percepção robótica no contexto de condução autónoma. Computer vision and sensor fusion are subjects that are quite recent, however widely adopted in the development of autonomous robots that require adaptability to their surrounding environment. This thesis gives an approach on both in order to achieve perception in the scope of autonomous driving. The use of cameras to achieve this goal is a rather complex subject. Unlike the classic sensorial devices that provide the same type of information with precision and achieve this in a deterministic way, the successive images acquired by a camera are replete with the most varied information, that this ambiguous and extremely dificult to extract. The use of cameras for robotic sensing is the closest we got within the similarities with what is of most importance in the process of human perception, the vision system. Computer vision is a scientific discipline that encompasses areas such as signal processing, artificial intelligence, mathematics, control theory, neurobiology and physics. The support platform in which the study within this thesis was developed, includes ROTA (RObô Triciclo Autónomo) and all elements comprising its environment. In its context, are described approaches that introduced in the platform in order to develop solutions for all the challenges facing the robot in its environment: detection of lane markings and its consequent perception, obstacle detection, trafic lights, crosswalk and road maintenance area. It is also described a calibration system and implementation for the removal of the image perspective, developed in order to map the elements perceived in actual real world distances. As a result of the perception system development, it is also addressed self-localization integrated in a distributed architecture that allows navigation with long term planning. All the work developed in the course of this work is essentially focused on robotic perception in the context of autonomous driving.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações O presente trabalho visa a implementação de um sistema de tracção baseado em pilha de combustível. Apresenta como objectivo principal a sua inclusão num veículo automóvel, cuja eficiência deverá ser o ponto fulcral. De facto, na origem da concepção deste veículo está a participação na prova de eficiência “Shell Eco Marathon”. Nesse sentido, foi necessário elaborar um estudo do estado de arte relativo às pilhas de combustível, de modo a definir uma tecnologia cujos requisitos se encontrem enquadrados com o sistema a desenvolver. Posteriormente, efectuou-se um estudo relativo aos motores eléctricos de acordo com as especificações. Desenhou-se um controlador electrónico capaz de efectuar o controlo do motor. Este proporciona o controlo da velocidade e rotação do mesmo. A gama de velocidade implementada varia desde os 250 rpm e os 3400 rpm. Ao longo desta dissertação são apresentados os conteúdos descritos anteriormente, bem como os principais resultados e conclusões retiradas da realização do trabalho. ABSTRACT: This work aims the implementation of a traction system based on fuel cells. Displays primary purpose for inclusion in a car, whose efficiency should be the focal point. Indeed, behind the design of this vehicle is the participation in the efficiency challenge called "Shell Eco Marathon”. Accordingly, it was necessary to prepare a study on the fuel cells state of the art in order to define a technology whose requirements are framed with the system to develop. Subsequently, a study of the electric motors in accordance with the specifications. Drew is an electronic controller able to check the engine. This provides the control of rotation speed and the direction of the motor. The range of speed implemented varies from 250 rpm and 3400 rpm. Throughout this dissertation are the contents described above, and the main results and conclusions drawn from the completion of work.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações O desenvolvimento de uma centralina automóvel com arquitectura distribuídaenquadra-se no projecto ICARO (http://icaro.ua.pt). Este projecto caracteriza-se por ser uma iniciativa de carácter pluridisciplinar da Universidade de Aveiro,envolvendo áreas como mecânica, design, electrónica, sistemas de informaçãoe informática. Tem como propósitos a participação anual de uma equiparepresentante da Universidade de Aveiro na prova Europeia da Shell Eco-marathon (www.shell.com/eco-marathon), e a potenciação do desenvolvimentoe inovação nas áreas associadas. Sendo o objectivo principal da competição apoupança de combustível, e estando em fase de conclusão a construção deum novo veículo, pretende-se agora desenvolver uma nova centralina para omotor de combustão interna baseada num paradigma distribuído. O tema desta dissertação enquadra-se na implementação da soluçãodistribuída para a centralina automóvel, desenvolvendo e testando os módulosconstituintes. A solução prevê a implementação de unidades independentespara a execução das várias tarefas de controlo do motor. Desta forma, espera-se alcançar uma optimização dos tempos de resposta nos elementos principaisde controlo do motor, proporcionando liberdade de configuração e ajuste deforma independente. Foi ainda desenvolvida uma Interface de Monitorização e Diagnóstico paraacompanhamento em tempo real das tarefas de controlo, assim como areconfiguração de parâmetros do motor. Além disso, a utilização de valorestabelados para o controlo da injecção e ignição requer a existência de umainterface entre a ECU e a unidade computacional que possui essa informação. ABSTRACT: The development of an Electronic Control Unit (ECU) based on a distributedsystem relates with the ICARO project (http://icaro.ua.pt). This project is amultidisciplinary initiative from Universidade de Aveiro, involving several areasas mechanics, design, electronics, information systems and computer science.It has the purpose of the annual team participation at the European Shell Eco-marathon competition (www.shell.com/eco-marathon), and simultaneouslyencouraging the development and innovation. Considering that thecompetition’s main goal is to reduce fuel consumption, and the existence of anew almost finished race vehicle, the main objective of this work is to developan innovative distributed ECU system to control the vehicle’s internalcombustion engine operation. The theme of this thesis encompasses the development of a distributed ECUsystem through the implementation and testing of its different modules. It isintended to improve the tasks’ execution times, taking benefit from the controlmodules’ independent operation. The development of a Monitoring and Debug Interface is included with theobjective of real-time motor control tasks attendance, providing extra featuressuch as communication between the ECU and a computer for datatransmission

Mestrado em Engenharia de Computadores e Telemática Condução autónoma constitui a deslocação de um agente, robô ou veículo, de um qualquer ponto no espaço para um outro, sem qualquer intervenção humana, por forma a atingir objectivos pré-estabelecidos. Para conduzir de forma autónoma, usando planeamento de trajectória, é crucial que o agente consiga representar abstractamente tanto o conhecimento a priori acerca do mundo, como a informação que este vai adquirindo à medida que avança. Para alcançar este propósito, desenvolveu-se um sistema para ser usado na pista da Competição de Condução Autónoma do Festival Nacional de Robótica. Este sistema caracteriza-se por ser flexível e modular. Tais características permitem não são a adição componentes na pista acima referida, mas também a fácil expansão do suporte a outros tipos de pistas ou circuitos. Concluiu-se, pois, que o modelo de representação mais adequado para o sistema que se pretendia desenvolver seria um modelo híbrido, na medida em que, ao nível global tal representação seria topológica e ao nível local métrica. Ou seja, dividindo a pista em secções, estas são a base para a representação topológica, sendo depois cada secção mapeada internamente de forma métrica. Ao integrar o trabalho desta dissertação com o sistema global lograva-se alcançar um sistema de Condução Autónoma susceptível de planear a curto e médio prazo, com vista a melhorar o desempenho dos robôs usados no projecto, relativamente à solução anteriormente usada, que era baseada num sistema reactivo com alguma memória e noção de estado, mas sem planeamento de trajectória. ABSTRACT: Autonomous driving is the movement of an agent, robot or vehicle, from some point in space to another one, without any human intervention, in order to achieve predetermined goals. To drive autonomously using trajectory planning, it is vital to have an abstraction of the knowledge about the world, be it a priori or information that the agent acquires during the driving. For this, we developed a system capable of abstractly represent, not only the track for the Autonomous Driving Competition of the Portuguese Robotics Open, but also, tracks with similar characteristics. The system was developed in a exible and modular manner, in order to allow the addition of new elements to the stated track and the easy expansion to support other types of tracks and circuits. The conclusion was that the most appropriate representation model for the system we were trying to develop was an hybrid model, in that, at a global level the representation would be topological and at a local level it would be metrical. In other words, dividing the track into sections, these are the basis for the topological representation, being each of the sections then mapped internally using a metrical representation. Integrating the work of this dissertation in the global system, one hoped to achieve a Autonomous Driving system capable of short and medium term planning, with the goal of improve the performance of the ROTA project robots, comparatively with the previous solution, which was based in a reactive system with some memory and to some degree stateful.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações - Robótica Móvel e Autónoma Esta dissertação descreve e contextualiza o desenvolvimento de uma plataforma robótica multi-funcional, apelidada de RODA – RObô Didáctico de Aveiro. O seu desenvolvimento surge da montagem paralela de uma exposição denominada “Sítio dos Robôs”, cuja forte vertente lúdico-didáctica levou ao surgimento de uma plataforma didáctica inovadora, cujo simples mecanismo de programação não faz recurso a qualquer linguagem de programação, literal ou gráfica, e permite a integração de sensores e actuadores que, em conjunto, determinam o comportamento do robô. ABSTRACT: This thesis describes the background and the development of a multi-functional robotic platform, named RODA – Robô Didáctico de Aveiro (Aveiro’s Didactic Robot). This platform was developed simultaneously with an exhibit named “Sítio dos Robôs”, a robotics exposition with strong didactic and entertainment component which led to the development of this revolutionary didactic platform. It’s simple programming mechanism doesn’t need any type of programming language, literal or graphic, and it allows connecting sensors and actuators that determine the behavior of the robot.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Esta dissertação descreve e contextualiza o desenvolvimento de uma proposta para um novo sistema de apoio à arbitragem no futebol robótico, denominado de Referee Box. Para o efeito, foi estudado o universo de aplicação e as actuais versões do sistema. Em consequência com este estudo foi desenhado, construído e testado um sistema mais funcional e ergonómico, cuja singularidade reside na sua arquitectura modular, concorrente e distribuída. ABSTRACT: This thesis describes the background and the development of a proposal for a new system to support the refereeing process in the robotic soccer environment, known as Referee Box. To achieve that purpose, the universe of application was studied as well the current versions of a similar system. As a result of this study a system more functional and ergonomic was designed, implemented and tested. The system uniqueness lies in its modular, concurrent and distributed architecture.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Nos dias de hoje, o mercado das telecomunicações, da eletrónica e da tecnologia assenta fortemente em sistemas sem fios, sendo esta a forma de transmissão de dados mais comum e que mais sentido faz aos utilizadores. A tendência da evolução tecnológica leva-nos a pensar que, se nos dias de hoje as soluções de comunicações sem fios estão em crescimento, facilmente percebemos que os dispositivos eletrónicos evoluem na mesma filosofia, ou seja, a portabilidade é maioritariamente uma vantagem. Nesta linha, já grandes nomes da indústria das tecnologias começaram a pensar em soluções de transmissão de potência sem fios, tendo sido já criado um consórcio acerca da tecnologia de transmissão de energia sem fios por indução magnética ressonante. Esta dissertação propõe um estudo sobre o estado da arte da tecnologia sobre a qual este consórcio se debruça, a norma Qi por ele criada, e o funcionamento dos sistemas normalizados. Ao longo do estudo do conceito são estudadas as exigências da norma proposta pelo consórcio tanto a nível tecnológico, como a nível organizacional, tendo sempre em vista a aplicabilidade dos sistemas estudados em sistemas eletrónicos genéricos já existentes no mercado. Por outro lado, é feito um estudo da tecnologia e das soluções comerciais disponíveis para uma implementação de um sistema compatível com a norma, tendo sido desenvolvidos dois protótipos. O primeiro para melhor perceber a tecnologia, as suas limitações, rendimento energético e comportamento, e o segundo como um sistema completo de um módulo recetor de baixo custo aplicável a qualquer sistema alimentado por bateria cujas exigências energéticas estejam compreendidas na abrangência da norma. In the world we live in, today, the telecommunications, electronics and overall technology business is strongly viewed in wireless systems, as the most usual and logical data transfer means, in the users’ eyes. Technology tendencies makes us think that if communications solutions are getting wireless, then all electronics will tend to follow this trend, as portability is, in most cases, seen as an improvement There are already many large companies in the technology market interested in this, and for that reason, a resonant inductive coupling technology related consortium has been created. This dissertation proposes a study about the state of the art on the technology, the consortium’s Qi standard and the way Qi standardized systems work. During the study of this concept, both technological and organizational demands are presented, regarding the applicability of the studied systems in the already commercialized generic electronic systems. On the other hand, we study the technology and the commercial solutions that are available for implementation as a Qi compatible system. For that, we developed two different prototyped systems. The first one was meant to allow us to better understand the technology and its limitations, the power efficiency and electric performance of the technology, and the second one as a complete low-cost receiver system that is applicable to any battery powered system, whose power demands are within the Qi standards.