Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10773/25889
Título: Seguimento de trajectórias e desvio de obstáculos com visão e laser para ROV
Outros títulos: Path following and obstacle avoidance with vision and laser for ROV
Autor: Silva, Gil Marques Loureiro
Orientador: Lau, Nuno
Lopes, Paulo Artur Pinto de Oliveira
Teixeira, Francisco José Curado Mendes
Palavras-chave: ROV
veículo autónomo
calibração da câmara
visão com laser
detecção de obstáculos
Data de Defesa: 2018
Resumo: O veículo submarino operado remotamente (na sigla em inglês - ROV) tem sido usado em actividades subaquáticas ao longo dos anos. As suas aplicações podem variar desde o uso para actividades de lazer até operações militares ou investigação científica. Existe um grande potencial na automatização de tarefas repetitivas, por exemplo, conduzir o ROV ao destino onde vai operar. O desenvolvimento de um sistema que automatize este processo é um bom ponto de partida para diminuir o controlo por parte do operador humano numa tarefa recorrente. Assim, o objectivo principal desta dissertação passa pelo desenvolvimento de um sistema de navegação que permita ao ROV VideoRay Pro 4 navegar até um determinado destino e encontrar um método de evitar obstáculos que possam surgir no seu caminho. Pretende-se encontrar uma solução de baixo custo que permita criar um sistema simples e funcional, para que este possa ser aplicado a qualquer ROV deste tipo. Para a parte da navegação foi desenvolvido um sistema que faz uso do magnetómetro existente no ROV. Este permite a navegação assistida e ainda a execução de percursos pré-definidos. Foram implementados dois percursos: o seguimento de uma trajectória rectilínea, seguindo a orientação inicial; o seguimento de uma trajectória rectangular, voltando ao ponto inicial. Durante a execução dos percursos mencionados anteriormente é possível detectar e evitar obstáculos. Para a detecção de obstáculos, o sistema baseia-se na visão computacional sendo a câmara do ROV o instrumento principal, auxiliado por um laser acoplado, que projecta uma linha laser no obstáculo permitindo calcular a distância ao mesmo. A utilização da câmara tem várias vantagens dado que é um sensor comum a quase todos os ROVs, tem um custo baixo e existe muita documentação no campo da visão computacional. Estas implementações introduzem três desafios principais: (i) calibração da câmara (ii) calibração do laser e (iii) automação da navegação do veículo. O sistema foi validado numa piscina de um clube de natação, onde foram testadas várias manobras, assim como a detecção e desvio de obstáculos. Os resultados obtidos foram satisfatórios, mostrando um bom desempenho do veículo na correcção de desvios ao longo dos percursos pré-definidos e também na detecção de obstáculos, ainda que com algum atraso no tempo de resposta.
Over the years, remotely operated vehicles (ROVs) have been used in underwater activities and their applications range from leisure use to military operations or scientific research. There is a great potential for automation of recurring tasks, for instance, leading the ROV to the destination where it will operate. Developing a system that automates this process is a good starting point for reducing the control by the human operator in a recurring task. The main goal of this thesis is to develop a navigation system that allows ROV VideoRay Pro 4 to navigate to a specific destination and find a method to avoid obstacles that may arise in its path. It also aims to find a low-cost solution that allows to create a simple and functional system, so that it can be applied to any ROV of this type. For the navigation part, the system that was developed makes use of the existing ROV magnetometer. This allows both assisted navigation and the execution of pre-defined routes. Two routes were implemented: a straight line, following the initial orientation; and a rectangular route, returning to the initial point. During the execution of both those routes it is possible to detect and avoid obstacles. To detect obstacles, the system is based on the computer vision being the ROV camera the main instrument, and aided by a laser attached that projects a laser line to the obstacle thus allowing to calculate the distance to it. The use of the camera has several advantages since it is a sensor used by almost all ROVs, it has a low cost and there is significant literature in the field of computer vision. These implementations have three main challenges: (i) camera calibration (ii) laser calibration and (iii) vehicle navigation automation. The system was validated in a pool of a swimming club, where several manoeuvres were tested, as well as the detection and diversion of obstacles. The results were satisfactory, showing a good performance of the vehicle in correcting the deviations along the pre-defined routes and in detecting obstacles, although with some delay in the response time.
URI: http://hdl.handle.net/10773/25889
Aparece nas coleções: DETI - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

Ficheiros deste registo:
Ficheiro Descrição TamanhoFormato 
Dissertação Gil Silva.pdf2.08 MBAdobe PDFVer/Abrir


FacebookTwitterLinkedIn
Formato BibTex MendeleyEndnote Degois 

Todos os registos no repositório estão protegidos por leis de copyright, com todos os direitos reservados.