Graças aos avanços tecnológicos nas áreas da computação, eletrônica embarcada e mecatrônica a robótica está cada vez mais presente no cotidiano da pessoas. Nessas últimas décadas, uma infinidade de ferramentas e métodos foram desenvolvidos no campo da Robótica Móvel. Um exemplo disso são os sistemas inteligentes embarcados nos veículos de passeio. Tais sistemas auxiliam na condução através de sensores que recebem informações do ambiente e algoritmos que analisam os dados e tomam decisões para realizar uma determinada tarefa, como por exemplo estacionar um carro. Este trabalho tem por objetivo apresentar estudos realizados no desenvolvimento de um controlador inteligente capaz de estacionar um veículo simulado em vagas paralelas, na qual seja possível entrar com uma única manobra. Para isso, foi necessário realizar estudos envolvendo a modelagem de ambientes, cinemática veicular e sensores, os quais foram implementados em um ambiente de simulação desenvolvido em C# com o Visual Studio 2008. Em seguida é realizado um estudo sobre as três etapas do estacionamento, que consistem em procurar uma vaga, posicionar o veículo e manobrá-lo. Para realizar a manobra foi adotada a trajetória em S desenvolvida e muito utilizada em outros trabalhos encontrados na literatura da área. A manobra consiste em posicionar corretamente duas circunferências com um raio de esterçamento do veículo. Sendo assim, foi utilizado um controlador robusto baseado em aprendizado supervisionado utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA), pois esta abordagem apresenta grande robustez com relação à presença de ruídos no sistema. Este controlador recebe dados de dois sensores laser (um fixado na frente do veículo e o outro na parte traseira), da odometria e de orientação de um sensor inercial. Os dados adquiridos desses sensores e a etapa da manobra em que o veículo está, servem de entrada para o controlador. Este é capaz de interpretar tais dados e responder a esses estímulos de forma correta em aproximadamente 99% dos casos. Os resultados de treinamento e de simulação se mostraram muito satisfatórios, permitindo que o carro controlador pela RNA pudesse estacionar corretamente em uma vaga paralela. / Thanks to technological advances in the fields of computer science, embedded electronics and mechatronics, robotics is increasingly more present in people\'s lives. On the past few decades a great variety of tools and methods were developed in the Mobile Robotics field, e.g. the passenger vehicles with smart embedded systems. Such systems help drivers through sensors that acquire information from the surrounding environment and algorithms which process this data and make decisions to perform a task, like parking a car. This work aims to present the studies performed on the development of a smart controller able to park a simulated vehicle in parallel parking spaces, where a single maneuver is enough to enter. To accomplish this, studies involving the modeling of environments, vehicle kinematics and sensors were conducted, which were implemented in a simulated environment developed in C# with Visual Studio 2008. Next, a study about the three stages of parking was carried out, which consists in looking for a slot, positioning the vehicle and maneuvering it. The \"S\" trajectory was adopted and developed to maneuver the vehicle, since it is well known and highly used in related works found in the literature of this field. The maneuver consists in the correct positioning of two circumferences with the possible steering radius of the vehicle. For this task, a robust controller based on supervised learning using Artificial Neural Networks (ANN) was employed, since this approach has great robustness regarding the presence of noise in the system. This controller receives data from two laser sensors (one attached on the front of the vehicle and the other on the rear), from the odometry and from the inertial orientation sensor. The data acquired from these sensors and the current maneuver stage of the vehicle are the inputs of the controller, which interprets these data and responds to these stimuli in a correct way in approximately 99% of the cases. The results of the training and simulation were satisfactory, allowing the car controlled by the ANN to correctly park in a parallel slot.

A navegação autônoma é um dos problemas fundamentais na área de robótica móvel. Esse problema vem sendo pesquisado nessa área por décadas e ainda apresenta um grande potencial para pesquisas científicas. A maior parte dos algoritmos e soluções desenvolvidas nessa área foi concebida para que robôs operem em ambientes estruturados. No entanto, outra questão de grande interesse para pesquisadores da área é a navegação em ambientes externos. Em ambientes não estruturado os veículos autônomos (robôs de grande porte) devem ser capazes de desviar de obstáculos, que eventualmente apareçam no caminho. Esta dissertação aborda o desenvolvimento de um sistema inteligente capaz de gerar e executar um planejamento de caminho para o estacionamento de veículos autônomos em ambientes semi-estruturados. O sistema é capaz de reconhecer vagas de estacionamento por meio de sensores instalados no veículo, gerar uma trajetória válida que o conduza até a vaga e enviar os comandos de esterçamento e aceleração que guiam o veículo pelo caminho gerado / Autonomous navigation is one of the fundamental problems in mobile robotics. This problem has been addressed for decades and still has great potential for scientific research. Most solutions and algorithms developed in this field is designed for robots that operate in structured environments. However, another issue of great interest to researchers in this area is autonomous navigation in outdoor environments. In partially structured environments autonomous vehicles (large robots) must be able to avoid obstacles that may arise along the way. This dissertation addresses the development of an intelligent system able to generate and run a path planning for parking of autonomous vehicles in semi-structured environments. The system is able to recognize parking lots using sensors installed in the vehicle, generate a valid path that leads up to the parking lot and send the steering commands and acceleration that to guide the vehicle to its goal point

Graças aos avanços tecnológicos nas áreas da computação, eletrônica embarcada e mecatrônica a robótica está cada vez mais presente no cotidiano da pessoas. Nessas últimas décadas, uma infinidade de ferramentas e métodos foram desenvolvidos no campo da Robótica Móvel. Um exemplo disso são os sistemas inteligentes embarcados nos veículos de passeio. Tais sistemas auxiliam na condução através de sensores que recebem informações do ambiente e algoritmos que analisam os dados e tomam decisões para realizar uma determinada tarefa, como por exemplo estacionar um carro. Este trabalho tem por objetivo apresentar estudos realizados no desenvolvimento de um controlador inteligente capaz de estacionar um veículo simulado em vagas paralelas, na qual seja possível entrar com uma única manobra. Para isso, foi necessário realizar estudos envolvendo a modelagem de ambientes, cinemática veicular e sensores, os quais foram implementados em um ambiente de simulação desenvolvido em C# com o Visual Studio 2008. Em seguida é realizado um estudo sobre as três etapas do estacionamento, que consistem em procurar uma vaga, posicionar o veículo e manobrá-lo. Para realizar a manobra foi adotada a trajetória em S desenvolvida e muito utilizada em outros trabalhos encontrados na literatura da área. A manobra consiste em posicionar corretamente duas circunferências com um raio de esterçamento do veículo. Sendo assim, foi utilizado um controlador robusto baseado em aprendizado supervisionado utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA), pois esta abordagem apresenta grande robustez com relação à presença de ruídos no sistema. Este controlador recebe dados de dois sensores laser (um fixado na frente do veículo e o outro na parte traseira), da odometria e de orientação de um sensor inercial. Os dados adquiridos desses sensores e a etapa da manobra em que o veículo está, servem de entrada para o controlador. Este é capaz de interpretar tais dados e responder a esses estímulos de forma correta em aproximadamente 99% dos casos. Os resultados de treinamento e de simulação se mostraram muito satisfatórios, permitindo que o carro controlador pela RNA pudesse estacionar corretamente em uma vaga paralela. / Thanks to technological advances in the fields of computer science, embedded electronics and mechatronics, robotics is increasingly more present in people\'s lives. On the past few decades a great variety of tools and methods were developed in the Mobile Robotics field, e.g. the passenger vehicles with smart embedded systems. Such systems help drivers through sensors that acquire information from the surrounding environment and algorithms which process this data and make decisions to perform a task, like parking a car. This work aims to present the studies performed on the development of a smart controller able to park a simulated vehicle in parallel parking spaces, where a single maneuver is enough to enter. To accomplish this, studies involving the modeling of environments, vehicle kinematics and sensors were conducted, which were implemented in a simulated environment developed in C# with Visual Studio 2008. Next, a study about the three stages of parking was carried out, which consists in looking for a slot, positioning the vehicle and maneuvering it. The \"S\" trajectory was adopted and developed to maneuver the vehicle, since it is well known and highly used in related works found in the literature of this field. The maneuver consists in the correct positioning of two circumferences with the possible steering radius of the vehicle. For this task, a robust controller based on supervised learning using Artificial Neural Networks (ANN) was employed, since this approach has great robustness regarding the presence of noise in the system. This controller receives data from two laser sensors (one attached on the front of the vehicle and the other on the rear), from the odometry and from the inertial orientation sensor. The data acquired from these sensors and the current maneuver stage of the vehicle are the inputs of the controller, which interprets these data and responds to these stimuli in a correct way in approximately 99% of the cases. The results of the training and simulation were satisfactory, allowing the car controlled by the ANN to correctly park in a parallel slot.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-10-06T18:47:26Z No. of bitstreams: 1 DissEJA.pdf: 12810392 bytes, checksum: 80fef2ab76f23b539c00768be1473dde (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2017-11-29T08:00:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissEJA.pdf: 12810392 bytes, checksum: 80fef2ab76f23b539c00768be1473dde (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2017-11-29T08:01:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissEJA.pdf: 12810392 bytes, checksum: 80fef2ab76f23b539c00768be1473dde (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-29T08:07:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissEJA.pdf: 12810392 bytes, checksum: 80fef2ab76f23b539c00768be1473dde (MD5) Previous issue date: 2017-04-27 / Não recebi financiamento / Being a global phenomenon, the motorization process has advanced in the last decades and is characterized mainly by the increase of motor vehicles used in the individual transport. The evidence suggests the association of the process with the deficiencies of public transport, the model of urban land occupation and the economic policies to encourage the automobile industry in recent decades. In view of the aggravation of the national scenario, the new guidelines of the National Urban Mobility Policy were instituted in 2012 with the purpose of encouraging the use of collective transportation and non-motorized modes. In spite of representing an innovation, with admittedly positive propositions, several questions are raised, especially regarding the financing of infrastructure and the sharing of the costs of public transport and other initiatives aimed at urban mobility. The new legislation did not give due attention to motorcycles, as it saw them under the same conditions as cars and other motor vehicles, despite their recognized vulnerability. This is the reason why small safety initiatives in the use of this type of vehicle are important. It was verified that some parking spaces for motorcycles available on the campus São Carlos of the UFSCar have reduced dimensions or some difficulty for their access, besides the disproportionality in front of the offer of vacancies for the automobiles. The hypothesis was then formulated about the outdating of the parameters used in the distribution of the vacancies, dimensions and in the maximum slope of the floor, particularly in parking lots positioned outside the streets. The bibliographic review was applied to collect propositions regarding these parameters. A questionnaire was also sent to the municipal transit authorities, which allowed verification the criteria for the deployment of new parking lots. The case study was used to analyze the adopted parameters and was inferred by the veracity of the initial hypothesis. It was also verified that in the majority of the studied cases the size of the vacancies do not follow the recommendation of the regulator of traffic. It was found that the distribution of parking spaces between motorcycles and automobiles does not correspond to the proportion observed in the municipal, state and regional vehicle fleet. It was concluded that the specificities of the motorcycles were not considered in relation to the inclination of the floor of the parking lots. Based on the information obtained during the research, the proposals for adequacy for UFSCar parking lots were made. / Sendo um fenômeno global, o processo de motorização tem avançado nas últimas décadas e se caracteriza principalmente pelo aumento de veículos motorizados empregados no transporte individual. As evidências sugerem a associação do processo às deficiências do transporte público, ao modelo de ocupação do solo urbano e as políticas econômicas de incentivo à indústria automobilística das últimas décadas. Diante do agravamento do cenário nacional, instituiu-se no ano de 2012 as novas diretrizes da Política Nacional de Mobilidade Urbana com o propósito de incentivar o uso do transporte coletivo e dos modos não motorizados. A despeito de representar uma inovação, com proposições reconhecidamente positivas, diversos questionamentos são levantados, especialmente no que diz respeito ao financiamento da infraestrutura e à repartição dos custos do transporte público e de outras iniciativas voltadas à mobilidade urbana. A nova legislação não dispensou a devida atenção às motocicletas, pois as contemplou nas mesmas condições dos automóveis e demais veículos motorizados, apesar da sua reconhecida vulnerabilidade. Por esse motivo tornam-se importantes as pequenas iniciativas voltadas à segurança na utilização desse tipo de veículo. Verificou-se que algumas vagas de estacionamento de motocicletas disponibilizadas no campus São Carlos da UFSCar apresentam dimensões reduzidas ou alguma dificuldade para o seu acesso, além da desproporcionalidade frente à oferta de vagas para os automóveis. Formulou-se, então, a hipótese sobre a desatualização dos parâmetros empregados na distribuição das vagas, nas dimensões e na inclinação máxima do piso, particularmente em estacionamentos posicionados fora das ruas, do tipo “bolsão”. Aplicou-se a revisão bibliográfica para colher proposições a respeito desses parâmetros. Também foi enviado um questionário às autoridades municipais de trânsito, que permitiu verificar os critérios de implantação de novas vagas. Utilizou-se o estudo de casos para analisar os parâmetros adotados e inferiu-se pela veracidade da hipótese inicial. Verificou-se, ainda, que na maioria dos casos estudados as dimensões das vagas não seguem a recomendação do órgão regulador de trânsito. Constatou-se que a distribuição das vagas de estacionamento entre motocicletas e automóveis não corresponde à proporção observada na frota de veículos municipal, estadual e regional. Concluiu-se que as especificidades das motocicletas não foram consideradas em relação à inclinação do piso dos estacionamentos. Com base nas informações obtidas durante a pesquisa foram feitas as proposições de adequação para os estacionamentos da UFSCar.

A navegação autônoma é um dos problemas fundamentais na área de robótica móvel. Esse problema vem sendo pesquisado nessa área por décadas e ainda apresenta um grande potencial para pesquisas científicas. A maior parte dos algoritmos e soluções desenvolvidas nessa área foi concebida para que robôs operem em ambientes estruturados. No entanto, outra questão de grande interesse para pesquisadores da área é a navegação em ambientes externos. Em ambientes não estruturado os veículos autônomos (robôs de grande porte) devem ser capazes de desviar de obstáculos, que eventualmente apareçam no caminho. Esta dissertação aborda o desenvolvimento de um sistema inteligente capaz de gerar e executar um planejamento de caminho para o estacionamento de veículos autônomos em ambientes semi-estruturados. O sistema é capaz de reconhecer vagas de estacionamento por meio de sensores instalados no veículo, gerar uma trajetória válida que o conduza até a vaga e enviar os comandos de esterçamento e aceleração que guiam o veículo pelo caminho gerado / Autonomous navigation is one of the fundamental problems in mobile robotics. This problem has been addressed for decades and still has great potential for scientific research. Most solutions and algorithms developed in this field is designed for robots that operate in structured environments. However, another issue of great interest to researchers in this area is autonomous navigation in outdoor environments. In partially structured environments autonomous vehicles (large robots) must be able to avoid obstacles that may arise along the way. This dissertation addresses the development of an intelligent system able to generate and run a path planning for parking of autonomous vehicles in semi-structured environments. The system is able to recognize parking lots using sensors installed in the vehicle, generate a valid path that leads up to the parking lot and send the steering commands and acceleration that to guide the vehicle to its goal point

[pt] A dissertação em questão aborda o tema de carsharing, relacionando as políticas públicas para estacionamento de veículos do sistema e as teorias de ocupação e uso do solo. O estudo aborda o histórico do sistema desde a sua aparição na Europa a partir do final da década de 1940 até à presenta data, contextualizando a sua inserção junto à antropologia do consumo e às teorias do planejamento ambiental e urbano. O objetivo do estudo é relacionar as boas práticas para a operação do sistema de carsharing, levando em consideração as diferentes teorias de uso e ocupação do solo e as diferentes políticas de estacionamento adotadas em diversas cidades. O trabalho baseia-se em variados estudos a respeito do tema de carsharing e nas práticas adotadas em municipalidades no Brasil e no exterior. Os dados apresentados neste estudo foram coletados em sites de municipalidades, artigos e publicações relacionadas ao tema. Os dados coletados são apresentados por meio de exemplos e tópicos com a ótica da mobilidade urbana sustentável. As conclusões apontam para as práticas ideais e as alternativas para a inserção do sistema de carsharing a rede de transportes públicos das cidades atuais. / [en] According to the IPCC report (Intergovernmental Panel on Climate Change), 2004, 23 percent of greenhouse gas emissions effects related to energy were originated in the transport sector. More than half of these emissions were generated by the use of light vehicle ride and motorcycles, defined as individual motorized transport. Half of the energy consumed in the transport sector is intended for individual motorized transport. However, it is carrying less than 25 percent of the world s passengers. Despite this low number, traffic accidents are responsible for one million deaths annually and ten million injured people. This number is part of a list of the ten leading causes of death recorded and reported by health agencies around the world, a rate next to malaria and HIV. A survey conducted by the Ministry of Cities in Brazil in conjunction with the National Department (National Traffic Department) in the year of 2005 shows that the costs of traffic accidents in Brazilian roads reached the number of twenty-two billion reais, a figure that represented 12 percent of the Brazilian GDP, taking into account the loss of production associated with the death of individuals or the interruption of its activities, the costs for health care and care with vehicles.