Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-04-10T15:08:08Z No. of bitstreams: 1 DIS_PAULO_HENRIQUE_VANCIN_COMPLETO.pdf: 3234416 bytes, checksum: 53fbe981d0db83ced33b8b3f4247c2f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T15:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_PAULO_HENRIQUE_VANCIN_COMPLETO.pdf: 3234416 bytes, checksum: 53fbe981d0db83ced33b8b3f4247c2f8 (MD5) Previous issue date: 2016-12-27 / The present dissertation proposes a sensoring technique of autonomous vehicles based on the fusion of inertial sensors and data collected from a camera. The autonomous vehicle designed in this project was built using "Mecanum" wheels, which gives the vehicle the capability to move in any direction without having to change orientation. The sensoring system proposed is based on the Extended Kalman Filter using quaternions for the fusion of inertial sensors and computer vision, with the objective of finding the global position and orientation of the system. The inertial measurements used in these systems are made by an accelerometer and a gyroscope. The computer vision aspect of the project is done by a digital camera and an image processing software, which is designed to capture colored points in the image. The theory used to design the vehicle?s controller is based on the Lyapunov?s Stability Theory. This project presents a theoretical basis related to the various elements that compose the system, the mathematical basis used in the filter?s implementation and the controller?s design, a general view of the vehicle?s structure used to validate the theory and the results obtained in practical tests. The system?s performance analysis was based on the analysis of graphics that shows the vehicle?s trajectory, the position and orientation of the system over time and the stability of the proposed control law. The obtained results shows that the proposed objectives were met in a satisfactory manner. / A presente disserta??o prop?e uma t?cnica de sensoreamento de ve?culos aut?nomos baseada na fus?o de sensores inerciais e de dados provenientes de uma c?mera. O ve?culo aut?nomo utilizado neste trabalho foi constru?do a partir de rodas "Mecanum", que lhe conferem a caracter?stica de omnidirecionalidade, ou seja, ? capaz de movimenta??o em todas as dire??es, sem a necessidade de mudan?a de orienta??o. O sensoreamento proposto ? fundamentado no Filtro de Kalman Estendido utilizando quat?rnios para a fus?o de sensores inerciais e vis?o computacional, com o objetivo de encontrar a posi??o global e orienta??o do sistema. As medi??es inerciais utilizadas nestes sistemas s?o realizadas por uma Unidade de Medi??es Inerciais (IMU). J? a vis?o computacional fica a cargo de uma c?mera aliada a um processamento de imagens, o qual tem por fun??o captar pontos coloridos na imagem. A teoria utilizada para a constru??o do controlador do ve?culo ? baseada na teoria de estabilidade de Lyapunov. Este controlador tem como prop?sito controlar o deslocamento linear e n?o linear do ve?culo omnidirecional. Sendo assim, este trabalho apresenta uma base te?rica relacionada aos diversos elementos que comp?em o sistema, a fundamenta??o matem?tica utilizada para a implementa??o do filtro e da formula??o do controlador, uma vis?o geral da constru??o do ve?culo utilizado para validar a teoria e os resultado obtidos a partir de testes pr?ticos. A an?lise do desempenho do sistema p?de ser feita a partir da an?lise de gr?ficos que mostram a trajet?ria realizada pelo ve?culo, a posi??o e orienta??o do sistema ao longo do tempo e a estabilidade da lei de controle proposta. Os resultados obtidos evidenciam que os objetivos propostos foram alcan?ados de forma satisfat?ria.

A filtragem, na sua forma mais geral, tem estado presente na vida do homem há muito tempo. Com o surgimento de novas tecnologias (surgimento da eletricidade e a sua evolução) e o desenvolvimento da computação, as técnicas de filtragem (separação) de sinais elétricos. Normalmente, os sistemas de comunicação (telefonia móvel e fixa, sinais recebidos de satélites e outros sistemas) contém sinais indesejáveis responsáveis pela degradação do sinal original. Dentro desse contexto, este projeto de pesquisa apresenta um estudo do algoritmo Filtro Duplo de Kalman Estendido, onde um filtro e Kalman e duas redes neurais são empregadas para a redução de ruídos em sinais de voz. O algoritmo estudado foi aplicado ao processamento de um sinal corrompido por dois tipos de ruídos diferentes: ruído branco e ruído gaussiano e ruído branco não estacionário, conseguindo-se bons resultados. Uma melhora sensível do sinal filtrado pode ser conseguida com técnicas de pré-filtragem do sinal. Neste trabalho foi utilizado o filtro de médias para a pré-filtragem, obtendo um sinal filtrado com ruído musical de baixa intensidade. / Filtering in it\'s most general kind has been present in men\'s life for a long time. With the appearance of new technologies (appearance of electricity and it\'s evolution) and the deyelopment of the computer science, the filtering techniques started to be widely used in engineering to the filtering (separation) of electric signals. Normally the communication systems (fixed and mobile telephony, signals sent from satellites and other systems) bring undesired results responsible for the degradation of the original signal. Within this context, this research project shows a study of the algorithm Dual Extended Kalman Filtering, in which a Kalman filter and two neural networks are used for the reduction of noise in speech signals. The algorithm studied was applied to the processing of a signal corrupted by two types of different noises: gaussian white noise and non stationary white noise obtaining good results. A significant improvement of the filtered noise can be obtained with techniques of pre-filtering of the signal. In this research the average filter for a pre-filtering was used, obtaining a filtered signal with musical noise oflow intensity.

[pt] Os satélites de um sistema de comunicações que opera numa determinada faixa de frequências utilizando satélites não-geoestacionários podem sofrer interferências indesejáveis provocadas por transmissores do Serviço Fixo Terrestre (SF) que operam nessa mesma faixa. Para o operador do sistema não geoestacionário é importante identificar quais as áreas da superfície da Terra que contêm os transmissores responsáveis por essas interferências indesejáveis, o que seria um primeiro passo na tentativa de resolver o problema através de negociações bilaterais com as estações transmissoras do SF envolvidas (coordenação). O presente trabalho apresenta a modelagem matemática do problema, e propõe que a identificação dessas áreas seja feita por meio da estimação das potências e apontamentos (ângulos de azimute e elevação) das antenas transmissoras do SF com base em medidas de potência tomadas nos diversos feixes de recepção de um satélite de teste. O trabalho analisa aspectos específicos do problema e propõe a utilização do Filtro de Kalman Estendido (EKF) para a estimação das potências e apontamentos das antenas transmissoras do SF. / [en] Satellites of a non-geostationary communication system may be victims of harmful interference produced by terrestrial fixed service (FS) transmitting stations operating in the same frequency band. It is important to the satellite system operator to identify the specific areas on Earth s surface containing the FS stations that are responsible for such interference. This would be a first step for solving the problem via bilateral coordination with each of the involved FS operators. This dissertation presents a mathematical model for the problem and proposes that the identification of these areas be made though the estimation of the transmitted power and the antenna pointing (azimuth and elevation angles) of the various FS stations, based on received power measurements taken on the beams of a test non-GSO satellite. This work also investigates the particular aspects of the problem and proposes the Extended Kalman Filter (EKF) as the algorithm for estimation.

A demanda por mais flexibilidade nas fábricas e serviços originou um aumento no volume de operações internas de carga e descarga, devido à maior diversidade dos elementos transportados. Logo, na busca por um fluxo de materiais mais eficiente, as empresas passaram a investir em soluções tecnológicas, entre elas, o uso de Automated Guided Vehicles (AGVs), por conta do custo mais atrativo e do avanço em relação aos primeiros AGVs, que até então dependiam de uma infraestrutura adicional para suportar a navegação. Muitos AGVs modernos possuem movimentação livre e são orientados por sistemas que utilizam sensores para interpretar o ambiente, sendo assim, tornar os AGVs autônomos despertou o interesse de pesquisadores na área de robótica móvel para o desenvolvimento de sistemas capazes de auxiliar e coordenar a navegação. Novas técnicas de localização, tal como a localização baseada em marcadores reflexivos, e a construção de armazéns com layouts estruturados para a navegação viabilizaram o uso de AGVs autônomos, entretanto sua utilização em armazéns existentes ainda é um desafio. Neste contexto, o Laboratório de Robótica Móvel (LabRom) do Grupo de Mecatrônica da EESC/USP, através do projeto do Armazém Inteligente, tem pesquisado os problemas de: roteamento, gerenciamento das baterias, navegação e auto-localização. Robôs autônomos precisam de um sistema de auto-localização eficiente e preciso para navegar com segurança, o qual depende de um mapa e da interpretação do ambiente utilizando sensores embarcados. Para alcançar esse objetivo este trabalho propõe um Sistema de Auto-localização baseado no Extended Kalman Filter (EKF) como solução. O sistema, desenvolvido em linguagem C, interage com outros dois sistemas: roteamento e navegação e foi implementado em um armazém simulado utilizando o software Player/Stage, mostrando ser confiável no fornecimento de uma estimativa de localização baseada em odometria e landmarks com localização conhecida. O sistema foi novamente testado utilizando a odometria de um robô móvel Pioneer P3-AT e os valores de um sensor de medição laser 2D SICK LMS200 extraídos de um ambiente indoor real. Para este teste foi construído um feature-based map a partir de um desenho de planta baixa no formato CAD e utilizou-se o algoritmo de segmentação Iterative End-Point Fit (IEPF) para interpretar o ambiente. Os resultados mostraram que as vantagens oferecidas pelas características padronizadas de um ambiente indoor, semelhante a um armazém, podem viabilizar o uso do Sistema de Auto-localização em armazéns existentes. / The demand for more flexibility in factories and services led to an increase in the volume of internal operations of loading and unloading, due to the greater diversity of elements transported. Hence, in the search for a more efficient materials flow, companies went to invest in technology solutions, among them, the use of Automated Guided Vehicles (AGVs), on account of the more attractive cost and improvement over the first AGVs, which hitherto depended of an additional infrastructure to support navigation. Many modern AGVs have free movement and are guided by systems that use sensors to interpret the environment, thus make AGVs autonomous aroused the interest of researchers in the mobile robotics field to development of systems able to assist and coordinate the navigation. New localization techniques, such as localization based on reflective markers, and the construction of warehouses with structured layouts for navigation did feasible the use of autonomous AGVs, however its use in existing warehouses is still a challenge. In this context, the Mobile Robotics Lab (LabRom) of the Mechatronics Group of EESC/USP, through the Intelligent Warehouse Project, has researched the problems: routing, battery management, navigation and self-localization. Autonomous robots need an efficient and accurate self-localization system to safely navigate, which depends on one map and of the interpretation of the environment using embedded sensors. To achieve this goal, this work proposes a Self-Localization System based on the Extended Kalman Filter (EKF) as a solution. The system, developed in C language, interacts with two other systems: routing and navigation and was implemented in a simulated warehouse using the Player/Stage software, showing to be reliable in providing an estimative of localization based on odometry and landmarks with known localization. The system was again tested using the odometry of mobile robot Pioneer P3-AT and the values of a 2D Laser Rangefinder SICK LMS200 extracted from a real indoor environment. For this test was built a feature-based map from a floor plan design in CAD format and was used the segmentation algorithm Iterative End-Point Fit (IEPF) to interpret the environment. The results showed that the advantages offered by the standard features of indoor environment, like a warehouse, can enable the use of the Self-Localization System on the existing warehouses.

Coordenação de robôs móveis é um tópico importante de pesquisa dado que existem tarefas que podem ser desenvolvidas de forma mais eficiente e com menor custo por um grupo de robôs do que por um só robô. Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre coordenação de robôs móveis para o problema de navegação em ambientes externos. Para isso, foi desenvolvido um sistema de localização utilizando os dados de odometria e do receptor GPS, e um sistema de desvio de obstáculos para planejar a trajetória livre de obstáculos. Os movimentos coordenados foram realizados em função de um líder e qualquer robô da formação pode assumir a liderança. A liderança é assumida pelo robô que ultrapassar a distância mínima a um obstáculo. Movimentos estáveis são gerados através de uma lei de controle descentralizada baseada nas coordenadas dos robôs. Para garantir a estabilidade da formação quando há alternância de líder ou remoção de robôs, foi feito controle tolerante a falhas para um grupo de robôs móveis. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H \'INFINITO\' por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir a estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. Os resultados do sistema de localização mostram que o uso de filtro robusto para a fusão de dados produz uma melhor estimativa da posição do robô móvel. Os resultados também mostram que o sistema de desvio de obstáculos é capaz de gerar uma trajetória livre de obstáculos em ambientes desconhecidos. E por fim, os resultados do sistema de coordenação mostram que o grupo de robôs mantém a formação desejada percorrendo a trajetória de referência na presença de distúrbios ou quando um robô sai da formação. / Coordination of mobile robots is an important topic of research because there are tasks that may be too difficult for a single robot to perform alone, these tasks can be performed more efficiently and cheaply by a group of mobile robots. This dissertation presents a study on the coordination of mobile robots to the problem of navigation in outdoor environments. To solve this problem, a localization system using data from odometry and GPS receiver, and an obstacle avoidance system to plan the collision-free trajectory, were developed. The coordinated motions are performed by the robots that follow a leader, and any robot of the formation can assume the leadership. The leadership is assumed by a robot when it exceeds the threshold distance to an obstacle. Stable motions are generated by a decentralized control law based on the robots coordinates. To ensure the stability formation when there is alternation of leader or one of the robots is removed, we made a fault tolerant control for a group of mobile robots. The fault tolerant approach is based on output feedback H \'INFINITE\' control of Markovian jump linear systems to ensure stability of the formation when one of the robots is lost during the coordinated motion. The results of the localization system show that the use of robust filter for data fusion produces a better estimation of the mobile robots position. The results also show that the obstacle avoidance system is capable of generating a path free from obstacles in unknown environments. Finally, the results of the coordination system show that the group of robots maintain the desired formation along the reference trajectory in the presence of disturbance or removal of one of them.

A demanda por mais flexibilidade nas fábricas e serviços originou um aumento no volume de operações internas de carga e descarga, devido à maior diversidade dos elementos transportados. Logo, na busca por um fluxo de materiais mais eficiente, as empresas passaram a investir em soluções tecnológicas, entre elas, o uso de Automated Guided Vehicles (AGVs), por conta do custo mais atrativo e do avanço em relação aos primeiros AGVs, que até então dependiam de uma infraestrutura adicional para suportar a navegação. Muitos AGVs modernos possuem movimentação livre e são orientados por sistemas que utilizam sensores para interpretar o ambiente, sendo assim, tornar os AGVs autônomos despertou o interesse de pesquisadores na área de robótica móvel para o desenvolvimento de sistemas capazes de auxiliar e coordenar a navegação. Novas técnicas de localização, tal como a localização baseada em marcadores reflexivos, e a construção de armazéns com layouts estruturados para a navegação viabilizaram o uso de AGVs autônomos, entretanto sua utilização em armazéns existentes ainda é um desafio. Neste contexto, o Laboratório de Robótica Móvel (LabRom) do Grupo de Mecatrônica da EESC/USP, através do projeto do Armazém Inteligente, tem pesquisado os problemas de: roteamento, gerenciamento das baterias, navegação e auto-localização. Robôs autônomos precisam de um sistema de auto-localização eficiente e preciso para navegar com segurança, o qual depende de um mapa e da interpretação do ambiente utilizando sensores embarcados. Para alcançar esse objetivo este trabalho propõe um Sistema de Auto-localização baseado no Extended Kalman Filter (EKF) como solução. O sistema, desenvolvido em linguagem C, interage com outros dois sistemas: roteamento e navegação e foi implementado em um armazém simulado utilizando o software Player/Stage, mostrando ser confiável no fornecimento de uma estimativa de localização baseada em odometria e landmarks com localização conhecida. O sistema foi novamente testado utilizando a odometria de um robô móvel Pioneer P3-AT e os valores de um sensor de medição laser 2D SICK LMS200 extraídos de um ambiente indoor real. Para este teste foi construído um feature-based map a partir de um desenho de planta baixa no formato CAD e utilizou-se o algoritmo de segmentação Iterative End-Point Fit (IEPF) para interpretar o ambiente. Os resultados mostraram que as vantagens oferecidas pelas características padronizadas de um ambiente indoor, semelhante a um armazém, podem viabilizar o uso do Sistema de Auto-localização em armazéns existentes. / The demand for more flexibility in factories and services led to an increase in the volume of internal operations of loading and unloading, due to the greater diversity of elements transported. Hence, in the search for a more efficient materials flow, companies went to invest in technology solutions, among them, the use of Automated Guided Vehicles (AGVs), on account of the more attractive cost and improvement over the first AGVs, which hitherto depended of an additional infrastructure to support navigation. Many modern AGVs have free movement and are guided by systems that use sensors to interpret the environment, thus make AGVs autonomous aroused the interest of researchers in the mobile robotics field to development of systems able to assist and coordinate the navigation. New localization techniques, such as localization based on reflective markers, and the construction of warehouses with structured layouts for navigation did feasible the use of autonomous AGVs, however its use in existing warehouses is still a challenge. In this context, the Mobile Robotics Lab (LabRom) of the Mechatronics Group of EESC/USP, through the Intelligent Warehouse Project, has researched the problems: routing, battery management, navigation and self-localization. Autonomous robots need an efficient and accurate self-localization system to safely navigate, which depends on one map and of the interpretation of the environment using embedded sensors. To achieve this goal, this work proposes a Self-Localization System based on the Extended Kalman Filter (EKF) as a solution. The system, developed in C language, interacts with two other systems: routing and navigation and was implemented in a simulated warehouse using the Player/Stage software, showing to be reliable in providing an estimative of localization based on odometry and landmarks with known localization. The system was again tested using the odometry of mobile robot Pioneer P3-AT and the values of a 2D Laser Rangefinder SICK LMS200 extracted from a real indoor environment. For this test was built a feature-based map from a floor plan design in CAD format and was used the segmentation algorithm Iterative End-Point Fit (IEPF) to interpret the environment. The results showed that the advantages offered by the standard features of indoor environment, like a warehouse, can enable the use of the Self-Localization System on the existing warehouses.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizHRS_DISSERT.pdf: 5685489 bytes, checksum: 6c8bd08a9e57fe6ca72df5d1593b834d (MD5) Previous issue date: 2014-01-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work intends to show a new and few explored SLAM approach inside the simultaneous localization and mapping problem (SLAM). The purpose is to put a mobile robot to work in an indoor environment. The robot should map the environment and localize itself in the map. The robot used in the tests has an upward camera and encoders on the wheels. The landmarks in this built map are light splotches on the images of the camera caused by luminaries on the ceil. This work develops a solution based on Extended Kalman Filter to the SLAM problem using a developed observation model. Several developed tests and softwares to accomplish the SLAM experiments are shown in details / Este trabalho visa mostrar uma abordagem pouco explorada do problema de mapeamento e localiza??o simult?neos (SLAM). Comfimde trabalhar emumambiente fechado, uma plataforma rob?tica m?vel deve construir um mapa do ambiente e se localizar dentro deste mapa. A plataforma rob?tica utilizada possui uma c?mera voltada para o teto (ascendente) e odometria para as rodas. As marcas que comp?em o mapa s?o manchas luminosas na imagem capturada pela c?mera causadas pelas lumin?rias no teto. Este trabalho desenvolve uma solu??o baseada no Filtro de Kalman Estendido para o SLAM com um modelo de observa??o desenvolvido. Diversos testes e programas desenvolvidos para realiza??o do SLAM s?o apresentados em detalhes

Coordenação de robôs móveis é um tópico importante de pesquisa dado que existem tarefas que podem ser desenvolvidas de forma mais eficiente e com menor custo por um grupo de robôs do que por um só robô. Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre coordenação de robôs móveis para o problema de navegação em ambientes externos. Para isso, foi desenvolvido um sistema de localização utilizando os dados de odometria e do receptor GPS, e um sistema de desvio de obstáculos para planejar a trajetória livre de obstáculos. Os movimentos coordenados foram realizados em função de um líder e qualquer robô da formação pode assumir a liderança. A liderança é assumida pelo robô que ultrapassar a distância mínima a um obstáculo. Movimentos estáveis são gerados através de uma lei de controle descentralizada baseada nas coordenadas dos robôs. Para garantir a estabilidade da formação quando há alternância de líder ou remoção de robôs, foi feito controle tolerante a falhas para um grupo de robôs móveis. O controle tolerante a falhas é baseado em controle H \'INFINITO\' por realimentação da saída de sistemas lineares sujeitos a saltos Markovianos para garantir a estabilidade da formação quando um dos robôs é perdido durante o movimento coordenado. Os resultados do sistema de localização mostram que o uso de filtro robusto para a fusão de dados produz uma melhor estimativa da posição do robô móvel. Os resultados também mostram que o sistema de desvio de obstáculos é capaz de gerar uma trajetória livre de obstáculos em ambientes desconhecidos. E por fim, os resultados do sistema de coordenação mostram que o grupo de robôs mantém a formação desejada percorrendo a trajetória de referência na presença de distúrbios ou quando um robô sai da formação. / Coordination of mobile robots is an important topic of research because there are tasks that may be too difficult for a single robot to perform alone, these tasks can be performed more efficiently and cheaply by a group of mobile robots. This dissertation presents a study on the coordination of mobile robots to the problem of navigation in outdoor environments. To solve this problem, a localization system using data from odometry and GPS receiver, and an obstacle avoidance system to plan the collision-free trajectory, were developed. The coordinated motions are performed by the robots that follow a leader, and any robot of the formation can assume the leadership. The leadership is assumed by a robot when it exceeds the threshold distance to an obstacle. Stable motions are generated by a decentralized control law based on the robots coordinates. To ensure the stability formation when there is alternation of leader or one of the robots is removed, we made a fault tolerant control for a group of mobile robots. The fault tolerant approach is based on output feedback H \'INFINITE\' control of Markovian jump linear systems to ensure stability of the formation when one of the robots is lost during the coordinated motion. The results of the localization system show that the use of robust filter for data fusion produces a better estimation of the mobile robots position. The results also show that the obstacle avoidance system is capable of generating a path free from obstacles in unknown environments. Finally, the results of the coordination system show that the group of robots maintain the desired formation along the reference trajectory in the presence of disturbance or removal of one of them.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2017-12-20T12:53:31Z No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Corrigir nome membro da banca e colocar acento no Júnior - do co-orientador Membro da banca: Moraes, Carlos Henrique Valério de on 2017-12-21T11:18:47Z (GMT) / Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2017-12-21T12:02:50Z No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-12-22T12:01:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-22T12:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / Este trabalho tem por objetivo aplicar a técnica do Filtro de Kalman Estendido com ruído colorido a uma aeronave do tipo quadrotor para atenuar a interferência eletro-magnética proveniente de linhas de transmissão de energia de modo a aumentar a confiabilidade e segurança de voos em suas proximidades. Com o intuito de executar missões de monitoramento autônomo, a técnica desenvolvida visa estimar o valor da interferência eletromagnética produzida por linhas de transmissão de energia em alta tensão para que seja possível aplicar a correção necessária. Essa estimação e´ feita a partir do modelo matemático do campo eletromagnético da linha, que leva em consideração a posição, corrente da linha, sistema físico de transmissão, entre outros. Para a avaliação dos resultados, utilizou-se os índices de performance não intrusivos que levam em consideração a integral absoluta do erro (IAE) e a integral do erro quadrático (ISE). Os resultados foram considerados eficientes e aplicáveis com base nos índices de desempenho, permitindo que o quadrotor executasse todas as missões como planejadas, sendo possível ainda a diminuição da distância entre o veículo e a linha de transmissão que, por consequência, permite uma análise mais detalhada e aumenta a qualidade do monitoramento e identificação de avarias ao longo do percurso. / This work aims to apply the Extended Kalman Filter technique with colored noise to a quadrotor-type aircraft to attenuate electromagnetic interference from power trans-mission lines in order to increase the reliability and safety of nearby flights. To perform autonomous monitoring missions, the developed technique aims to estimate the value of the electromagnetic interference produced by high voltage power transmission lines, which makes possible to apply the necessary correction. This estimation is made from the mathematical model of the power line electromagnetic field, which takes into ac-count the position, line current, physical transmission system, among others. In order to evaluate the results, it was used non-intrusive performance indexes that take into account the integrated absolute error (IAE) and the integrated square error (ISE). The results were considered efficient and applicable based on performance indices, allowing the operator to perform all the missions as planned, and the distance between the vehicle and the transmission line can be reduced which, consequently, result in a more detailed analysis and increases the monitoring quality and the faults identification along the route.

[pt] Atualmente cresce o interesse científico e industrial na elaboração de métodos de controle não lineares. Porém, estes modelos costumam ter difícil implementação e um custo elevado até que se obtenha uma ferramenta de controle confiável. Desta forma, estudos na área de métodos de apoio à decisão procuram desenvolver aplicações inteligentes com custos reduzidos, capazes de executar controles industriais avançados com excelentes resultados, como no caso da indústria petroquímica. Na destilação de derivados de petróleo, por exemplo, é comum fazer uso de análises laboratoriais de amostras para identificar se uma substância está com suas características físico-químicas dentro das normas internacionais de produção. Além disso, o laudo pericial desta análise permite regular os instrumentos da planta de produção para que se consiga um controle mais acurado do processo e, conseqüentemente, um produto final com maior qualidade. Entretanto, apesar da análise laboratorial ter maior acurácia nos resultados que avaliam a qualidade do produto final, exige, às vezes, muitas horas de análise, o que retarda o ajuste dos equipamentos de produção, reduzindo a eficiência do processo e aumentando o tempo de produção de certos produtos, que precisam ter sua composição, posteriormente, corrigida com outros reagentes. Outra desvantagem está relacionada aos custos de manutenção e calibração dos instrumentos localizados na área de produção, pois, como estes equipamentos estão instalados em ambientes hostis, normalmente sofrem uma degradação acelerada, o que pode gerar leituras de campo erradas, dificultando a ação dos operadores. Em contrapartida, dentre os métodos inteligentes mais aplicados em processos industriais químicos, destacam-se as redes neurais artificiais. Esta estrutura se inspira nos neurônios biológicos e no processamento paralelo do cérebro humano, tendo assim a capacidade de armazenar e utilizar o conhecimento experimental que for a ela apresentado. Apesar do bom resultado que a estrutura de redes neurais gera, existe uma desvantagem relacionada à necessidade de re-treinamento da rede quando o processo muda seu ponto de operação, ou seja, quando a matériaprima sofre algum tipo de mudança em suas características físico-químicas. Como solução para este problema, foi elaborado um método híbrido que busca reunir as vantagens de uma estrutura de redes neurais com a habilidade de um filtro estocástico, conhecido por filtro de Kalman estendido. Em termos práticos, o filtro atua em cima dos pesos sinápticos da rede neural, atualizando os mesmos em tempo real e permitindo assim que o sistema se adapte constantemente às variações de mudança de processo. O sistema também faz uso de pré-processamentos específicos para eliminar ruídos dos instrumentos de leitura, erros de escalas e incompatibilidade entre os sinais de entrada e saída do sistema, que foram armazenados em freqüências distintas; o primeiro em minutos e o segundo em horas. Além disso, foram aplicadas técnicas de seleção de variáveis para melhorar o desempenho da rede neural no que diz respeito ao erro de inferência e ao tempo de processamento. O desempenho do método foi avaliado em cada etapa elaborada através de diferentes grupos de testes utilizados para verificar o que cada uma delas agregou ao resultado final. O teste mais importante, executado para avaliar a resposta da metodologia proposta em relação a uma rede neural simples, foi o de mudança de processo. Para isso, a rede foi submetida a um grupo de teste com amostras dos sinais de saída somados a um sinal tipo rampa. Os experimentos mostraram que o sistema, utilizando redes neurais simples, apresentou um resultado com erros MAPE em torno de 1,66%. Por outro lado, ao utilizar redes neurais associadas ao filtro de Kalman estendido, o erro cai à metade, ficando em torno de 0,8%. Isto comprova que, além do filtro de Kalman não destruir a qualidade da rede neural original, ele consegue adaptá-la a mudanças de processo, permitindo, assim, que a variável de saída seja inferida adequadamente sem a necessidade de retreinamento da rede. / [en] Nowadays, scientific and industrial interest on the development of nonlinear control systems increases day after day. However, before these models become reliable, they must pass through a hard and expensive implementation process. In this way, studies involving decision support methods try to develop low cost intelligent applications to build up advanced industrial control systems with excellent results, as in the petrochemical industry. In the distillation of oil derivatives, for example, it is very common the use of laboratorial sample analysis to identify if a substance has its physical- chemistry characteristics in accordance to international production rules. Besides, the analyses results allow the adjustment of production plant instruments, so that the process reaches a thorough control, and, consequently, a final product with higher quality. However, although laboratory analyses are more accurate to evaluate final product quality, sometimes it demands many hours of analysis, delaying the adjustments in the production equipment. In this manner, the process efficiency is reduced and some products have its production period increased because they should have its composition corrected with other reagents. Another disadvantage is the equipments´ maintenance costs and calibration, since these instruments are installed in hostile environments that may cause unaccurate field measurements, affecting also operator´s action. On the other hand, among the most applied intelligent systems in chemical industry process are the artificial neural networks. Their structure is based on biological neurons and in the parallel processing of the human brain. Thus, they are capable of storing and employing experimental knowledge presented to it earlier. Despite good results presented by neural network structures, there is a disadvantage related to the need for retraining whenever the process changes its operational point, for example, when the raw material suffers any change on its physical-chemistry characteristics. The proposed solution for this problem is a hybrid method that joins the advantages of a neural network structure with the ability of a stochastic filter, known as extended Kalman filter. This filter acts in the synaptic weights, updating them online and allowing the system to constantly adapt itself to process changes. It also uses specific pre-processing methods to eliminate scale mistakes, noises in instruments readings and incompatibilities between system input and output, which are measured with different acquisition frequencies; the first one in minutes and the second one in hours. Besides, variable selection techniques were used to enhance neural network performance in terms of inference error and processing time. The method´s performance was evaluated in each process step through different test groups used to verify what each step contributes to the final result. The most important test, executed to analyse the system answer in relation to a simple neural network, was the one which simulated process changes. For that end, the network was submitted to a test group with output samples added to a ramp signal. Experiments demonstrated that a system using simple neural networks presented results with MAPE error of about 1,66%. On the other hand, when using neural networks associated to an extended Kalman filter, the error decreases to 0,8%. In this way, it´s confirmed that Kalman filter does not destroy the original neural network quality and also adapts it to process changes, allowing the output inference without the necessity of network retraining.