Orientadores: Fernando Jose Von Zuben, Leandro Nunes de Castro Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T14:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vargas_PatriciaAmancio_D.pdf: 4626705 bytes, checksum: b203a58e3f5f1c613db0787b3e396196 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho propõe uma classificação circunstancial para sistemas complexos, incluindo uma estrutura unificada de descrição a ser empregada na análise e síntese de sistemas computacionais bio-inspirados. Como um ramo dos sistemas complexos organizados, os sistemas computacionais bio-inspirados admitem uma sub-divisão em sistemas de inteligência computacional e sistemas homeostáticos artificiais. Com base neste formalismo, duas abordagens híbridas são concebidas e aplicadas em problemas de navegação autônoma de robôs. A primeira abordagem envolve sistemas classificadores com aprendizado e sistemas imunológicos artificiais, visando explorar conjuntamente conceitos intrínsecos a sistemas complexos, como auto-organização, evolução e cognição dinâmica. Fundamentada nas interações neuro-imuno-endócrinas do corpo humano, a segunda abordagem propõe um novo modelo de sistema homeostático artificial, explorando mudanças de contexto e efeitos do meio sobre o comportamento autônomo de um robô móvel. Embora preliminares, os resultados obtidos envolvem simulação computacional em ambientes virtuais e alguns experimentos com robôs reais, permitindo extrair conclusões relevantes acerca do potencial das abordagens propostas e abrindo perspectivas para a síntese de sistemas complexos adaptativos de interesse prático / Abstract: This work proposes a circumstantial classification for complex systems, including a unified description structure to be employed in the analysis and synthesis of biologically inspired computing metaphors. Considered as a branch of organized complex systems, these bio-inspired computing frameworks may be subdivided into computation intelligence systems and artificial homeostatic systems. Developed under this formalism, two novel hybrid systems are conceived and applied to robot autonomous navigation problems. The first approach involves learning classifier systems and artificial immune systems, in an attempt to investigate intrinsic concepts of complex systems as self-organization, evolution, and dynamic cognition. Drawn on the principles of the human nervous, immune and endocrine systems, the second approach envisages a new model of an artificial homeostatic system to explore context changes and environmental effects on the behaviour of an autonomous robotic agent. Though preliminary, the obtained results encompass computer simulation on virtual environments in addition to a number of real robot¿s experiments. Relevant conclusions can be invoked, mainly related to the potentiality of the proposed frameworks, thus opening attractive prospects for the synthesis of complex adaptive systems of practical interest / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Fernando Jose Von Zuben / Acompanha CD-ROM / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T02:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cazangi_RenatoReder_D.pdf: 8716830 bytes, checksum: 272657e08f1aeb5622ebeb4412c49048 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Novas técnicas de navegação autônoma de robôs móveis visam suprir a crescente demanda pelo emprego de robôs em diversos setores da sociedade e junto a uma ampla gama de tarefas. Os desafios envolvidos no desenvolvimento do sistema que controla o robô permitem afirmar que a inteligência embarcada em robôs atuais ainda encontra-se em um nível incipiente e limitado. Neste trabalho, cinco frentes de pesquisa complementares são propostas visando estudar, teórica e praticamente, aspectos fundamentais de projeto e implementação de controladores autônomos inteligentes para robótica móvel. Metodologias de computação bio-inspirada e de robótica evolutiva provêem os conceitos e ferramentas que fundamentam as cinco propostas, as quais são validadas com base em sistemas de navegação concebidos e aplicados a problemas relevantes da área. Uma série de simulações computacionais em ambientes virtuais e experimentos com robôs reais é realizada, permitindo medir o alcance das contribuições e apontar as principais frentes de atuação que se abrem como perspectivas futuras da pesquisa. / Abstract: Novel techniques for autonomous robot navigation aim at fulfilling the growing demand for mobile robots in multiple segments of society and in a plethora of tasks. The challenges involved in developing the system which controls the robot allow to say that the intelligence embedded in the current robots is found to be still incipient and limited. In this work, five complementary research fronts are proposed intending to study, theoretical and practically, aspects which are fundamental to the design and implementation of intelligent autonomous controllers for mobile robotics. Bio-inspired computing and evolutionary robotics methodologies provide the concepts and tools underlying the five proposals, which are validated through navigation systems devised and applied to important problems. Numerous real robot experiments as well as computational simulations taking place in virtual environments are carried out, allowing for the evaluation of contributions and also the discussion of future possibilities. / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Joao Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Passos_WlamirdeAlmeida_M.pdf: 6622683 bytes, checksum: 09020aa002fe289905bdd3821461cf35 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Durante os últimos anos tem ocorrido uma grande evolução tecnológica na área de sistemas embarcados, abrangendo inovações tanto em hardware como em software. Tais inovações permitem o desenvolvimento de novas metodologias de projeto que levem em conta a facilidade de futuras modificações, modernizações e expansões do sistema projetado. Este trabalho apresenta um estudo de novas ferramentas de projeto para sistemas baseados em lógica reconfigurável. A principal motivação deste trabalho é a apresentação de ferramentas para prototipagem rápida baseadas em computação reconfigurável para implementação de protótipos de sistemas Embarcados. Será abordada a evolução deste tipo de tecnologia bem como os softwares de desenvolvimento disponíveis. Será também abordado um estudo de caso na área de Acionamento e Controle de Sistemas Mecatrônicos bem como a sua implementação e teste utilizando-se a técnica HIL - Hardware In the Loo / Abstract: In the last years, there has been a great technologic evolution in the embedded systems area, covering innovations both in hardware and software. Those innovations allow the development of new project methodologies that considers the facility of future modifications, upgrades and expansions for the system. This work shows a study about new design tools made for systems based on reconfigurable computation. The main motivation of this work is the presentation of tools for fast prototyping based on prototyping seeking the implementation of prototypes of embedded systems. It will be discussed the evolution of this type of technology as well as the available development software. It will be also discussed a case study on mechatronic control system as well as it¿s implementation and tests using Hardware In the Loop (HIL) techniques / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Fernando Jose Von Zuben, Patricia Amancio Vargas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:08:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moioli_RenanCipriano_M.pdf: 1774485 bytes, checksum: fbe8aa9cf8be0ba5310723711c91235c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho tem como objetivos principais estudar, desenvolver e aplicar duas ferramentas computacionais bio-inspiradas em navegação autônoma de robôs. A primeira delas é representada pelos Sistemas Classificadores com Aprendizado, sendo que utilizou-se uma versão da proposta original, baseada em energia, e uma versão baseada em precisão. Adicionalmente, apresenta-se uma análise do processo de evolução das regras de inferência e da população final obtida. A segunda ferramenta trata de um modelo denominado sistema homeostático artificial evolutivo, composto por duas redes neurais artificiais recorrentes do tipo NSGasNets e um sistema endócrino artificial. O ajuste dos parâmetros do sistema é feito por meio de evolução, reduzindo-se a necessidade de codificação e parametrização a priori. São feitas análises de suas peculiaridades e de sua capacidade de adaptação. A motivação das duas propostas está no emprego conjunto de evolução e aprendizado, etapas consideradas fundamentais para a síntese de sistemas complexos adaptativos e modelagem computacional de processos cognitivos. Os experimentos visando validar as propostas envolvem simulação computacional em ambientes virtuais e implementações em um robô real do tipo Khepera II. / Abstract: The objectives of this work are to study, develop and apply two bio-inspired computational tools in robot autonomous navigation. The first tool is represented by Learning Classifier Systems, using the strength-based and the accuracy-based models. Additionally, the rule evolution mechanisms and the final evolved populations are analyzed. The second tool is a model called evolutionary artificial homeostatic system, composed of two NSGasNet recurrent artificial neural networks and an artificial endocrine system. The parameters adjustment is made by means of evolution, reducing the necessity of a priori coding and parametrization. Analysis of the system's peculiarities and its adaptation capability are made. The motivation of both proposals is on the concurrent use of evolution and learning, steps considered fundamental for the synthesis of complex adaptive systems and the computational modeling of cognitive processes. The experiments, which aim to validate both proposals, involve computational simulation in virtual environments and implementations on real Khepera II robots. / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:24:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CardenasRueda_MiguelAngel_M.pdf: 13764912 bytes, checksum: 61cf12c0dfb532f0a7b4ccb7bd50bcae (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A localização tem sido definido como um dos problemas-chave da navegação autônoma. Este problema levanta a questão em relação ao fato de determinar a posição e orientação em qualquer instante durante uma trajetoria. Um dos métodos mais usados para determinar a localização de um robô movel é a odometria; embora não garanta informação precisa da posição e orientação, esse método é a base dos métodos de localização relativa. Também existem métodos de localização absoluta, que em relação a um referencial fixo provêm informação mais precisa sobre o estado de um robô, como, por exemplo, o GPS. Mas, quando erros de diferentes naturezas ocorrem, e como consequência introduzem ruído em qualquer sistema de localização, é necessário ter informação redundante para estabelecer uma informação mais precisa. Esta dissertação de mestrado propõe um sistema de localização para um veículo em escala baseado em sistemas de odometria visual e odometria clássica a fim de fornecer uma estimativa robusta de posição e orientação através de um sistema de posicionamento global simulado / Abstract: Localization has been defined as one of the key problems of autonomous navigation. This issue rises the question about the fact of determining the position and orientation at any time while tracking a trajectory. One of the most used methods to determine the localization of a mobile robot is odometry; however, despite the fact that can't provide accurate results for getting the position and orientation, this method is the basis of the relative localization methods. Also, there are methods for absolute localization which provide information more accurately about the state of the robot, such as the commonly used GPS. But when errors of different nature occur, and as a consequence, introduce noise at any localization system, it is necessary to have redundant information to establish a more accurate information. This master thesis proposes a tracking system for a scale indoor vehicle based on classic and visual odometry in order to provide a robust estimation of position and orientation relative through a simulated global positioning system / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ely Carneiro de Paiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:12:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cordeiro_RafaeldeAngelis_M.pdf: 9321021 bytes, checksum: ff7bb113095dc020ed982e7d7c28311a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Veículos terrestres autônomos tem recebido uma atenção especial dos estudos de robótica nos últimos anos. Suas aplicações incluem segurança na condução, exploração de locais inóspitos e automatização agrícola. O enfoque deste trabalho situa-se no projeto VERO, em parceria com o CTI, e tem por objetivo o desenvolvimento de aplicações de controle de trajetória para um veículo do tipo todo-terreno. Para tal, um modelo completo (dinâmico e tridimensional) é desenvolvido, com uma atenção especial para os modelos de interação entre solo e pneu, responsáveis pelas forças não lineares atuantes sobre o veículo. Em seguida, dois modelos reduzidos e linearizados são obtidos e estes são utilizados para a síntese de controladores LQR. Uma comparação entre os controladores é realizada e a resposta de um deles é detalhada para uma análise sobre a influência das características do modelo veicular sobre o controle do veículo. Por fim, três abordagens são propostas para melhorar a resposta obtida pelos controladores / Abstract: Autonomous ground vehicles have received special attention from robotics studies in past years. Their applications include advanced driver assistance systems (ADAS), exploration of inhospitable environments and harvest autonomous machines. In partnership with CTI, this master's thesis focuses in the development of path tracking controllers applied to off-road vehicles. In order to simulate vehicle characteristics, a complete three-dimensional nonlinear dynamic model was proposed with emphasis on tire-road interaction models, which are responsible for most of the vehicle's nonlinearities. In sequence, two vehicle reduced linear models are presented and applied to synthesize LQR controllers, whose results are compared. One of them was chosen to analyze the effect of vehicles's three-dimensional dynamics on path tracking control. Finally, three different approaches are proposed to enhance controllers performance / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:52:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HernandezBeleno_RubenDario_M.pdf: 6591392 bytes, checksum: fd4c66b4e3769739bb1a4283c418d2d8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Com o avanço da tecnologia refletida nos sistemas eletrônicos e de computação, os métodos do controle de trajetória no sistema de navegação se tornaram importantes nas diversas aplicações de veículos autônomos, como na geração de mapas, desvio de obstáculos e tarefas de posicionamento. Além disso, o controle pode proporcionar um ganho significativo na confiabilidade, versatilidade e precisão das tarefas robóticas, questões cruciais na maioria das aplicações reais. O presente trabalho tem como objetivo principal apresentar a criação de um veículo autônomo em escala. Para tanto foi desenvolvido um sistema de função sensorial que provê informações sobre a posição e orientação do carro a partir de quatro sistemas sensoriais como GPS, acelerômetro, giroscópio e a bussola (IMU), para que o veículo autônomo possa realizar a rota corretamente, de forma eficiente e segura. Neste projeto foi desenvolvido um software que integra os sistemas de controle e de sensoriamento. Além disso, foi projetado um módulo que controla a posição e orientação do veículo. O robô antes de realizar a manobra calcula a distância mínima relacionada ao próximo ponto da coordenada planejada para trocar sua referência de trajetória satisfazendo a orientação do caminho e do veículo. Para fins de avaliação, foram realizados experimentos em ambientes reais onde o carro percorre um conjunto determinado de coordenadas geográficas sem nenhuma intervenção humana, apresentando resultados do seguimento de trajetórias proposto e validando os sistemas sensoriais, além do algoritmo de controle projetado / Abstract: As electronic and computational systems technology advances, the use of path control methods in navigation systems become very important for different autonomous vehicles applications such as generating maps, avoiding obstacles and carrying out positioning tasks. In addition, controls can help increase the reliability, versatility and precision level of programmed tasks, which is exceedingly significant regarding real applications. The first aim of this work is to present the creation of an autonomous scale vehicle. We have developed a sensor system that provides information about the vehicle's position and orientation through four sensor systems such as gps, accelerometer, gyroscope and compass so that it can effectively and safely cover the right route. This project developed a software, which integrates the control and sensors systems. In addition, a control module was projected for the positioning and orientation of the vehicle. Before the robot turns to any direction, it calculates the minimal distance to the next step of the programmed coordinate, in order to change its own referenced trajectory, satisfying the orientation of the trajectory and the vehicle. For the task validation were done experiments in real life scenarios, where the vehicle follows a determined group of geo-coordinates without any human intervention, presenting results of the purposed following trajectories, validating the sensors systems and the control algorithm / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Mauricio Ferreira Magalhães / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:09:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_ElianeGomes_D.pdf: 1203376 bytes, checksum: 8baa98d5b0b9753d8a292e0c940b5f41 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese descreve CM-tel, um modelo de componentes para aplicações telemáticas e ubíquas. CM-tel é neutro em termos de tecnologia, sendo especificado por meio da linguagem UML (Unified Modeling Language). Componentes CM-tel são capazes de executar em plataformas destinadas tanto a computadores tradicionais quanto a dispositivos com limitado poder computacional tais como dispositivos móveis. CM-tel define os três tipos de interfaces prescritas pelo Modelo de Referência para Processamento Distribuído Aberto (RM-ODP), as interfaces operacional, de sinal e de fluxo contínuo. Interfaces de fluxo contínuo são fundamentais para o desenvolvimento de aplicações telemáticas. A arquitetura do contêiner CM-tel integra componentes e agentes móveis em um único ambiente computacional. Esta integração permite que aplicações implementem suas funcionalidades combinando componentes e agentes móveis. Esta tese propõe ainda uma arquitetura para plataformas de software que suportam o modelo CM-tel. A arquitetura utiliza XSLT (XML Stylesheet Language Transformation) para transformação de modelos e geração de código. Uma plataforma baseada na tecnologia CORBA (Common Object Request Broker Architecture) e uma aplicação na área de laboratórios virtuais foram implementadas com a finalidade de avaliar o modelo CM-tel / Abstract: This thesis describes CM-tel, a component model for telematic and ubiquitous applications. CMtel is neutral in terms technology and is specified through the Unified Modeling Language (UML). CM-tel components can execute on platforms targeted to both conventional computers and devices with limited computing power such as mobile devices. CM-tel defines the three types of interfaces prescribed by the Reference Model for Open Distributed Processing (RM-ODP), the operational, signal, and stream interfaces. Stream interfaces are central to the development of telematic applications. The CM-tel container architecture integrates both components and mobile agents into a single computing environment. This integration allows applications to implement their functionalities by combining components and mobile agents. This thesis also proposes an architecture for software platforms supportting the CM-tel component model. The architecture relies on XSLT (XML Stylesheet Language Transformation) for model transformation and code generation. A platform based on the CORBA (Common Object Request Broker Architecture) technology and an application in the field of virtual laboratories were implemented in order to assess the CM-tel component model / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Fernando José Von Zuben / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T14:21:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azzolini_AlissonGusatti_M.pdf: 3567259 bytes, checksum: 633eb00350cdfa625d0e628fdf1f247e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Há uma demanda crescente por soluções avançadas de navegação autônoma em robótica móvel. Apresenta-se então um sistema de síntese e aprendizagem de controladores com tal finalidade. Propõe-se um controlador probabilístico, consistindo no acoplamento de um processo de decisão de Markov parcialmente observável (POMDP) com um classificador logístico multinomial. A parametrização empregada para o POMDP inspira-se numa proposta anterior de controle de robô por meio de redes imunológicas artificiais, que mostrou apresentar flexibilidade e capacidade de representação de conhecimento na execução de tarefas desafiadoras de navegação autônoma. A aprendizagem dos parâmetros do classificador logístico é efetuada através de um algoritmo de aprendizagem por reforço baseado em gradiente de política, e os do POMDP, atráves de um algoritmo de maximização de verossimilhança. Três experimentos computacionais são efetuados, dois deles utilizando somente o classificador logístico, e o terceiro utilizando o acoplamento entre POMDP e classificador logístico. Os resultados permitem a constatação de pontos fortes e algumas deficiências das duas abordagens. O trabalho aponta também para uma potencial reinterpretação do controlador baseado em rede imunológica em termos de um modelo probabilístico similar ao proposto / Abstract: There is an increasing demand for advanced solutions in autonomous navigation of mobile robots. A system is presented for the synthesis and learning of controllers for such purpose. A probabilistic controller is proposed, consisting of the coupling of a partially observable Markov decision process (POMDP) with a multinomial logistic classifier. The parametrization used for the POMDP draws on an earlier proposal of robot control based on artificial immune networks, that has shown to present flexibility and knowledge representation capability in the execution of challenging autonomous navigation tasks. Learning the logistic classifier parameters is accomplished through a reinforcement learning algorithm based on policy gradient, while the POMDP parameters are learned by a likelihood maximization algorithm. Three computational experiments are performed, two of them using only the logistic classifier, and the third one using the coupling of a POMDP with a logistic classifier. The results show some strong points and drawbacks of both approaches. The work also points torwards a potential reinterpretation of the immune network based controller in terms of a probabilistic model similar to the one proposed / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Janito Vaqueiro Ferreira, Alessandro Corrêa Victorino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:57:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vitor_GiovaniBernardes_D.pdf: 28262004 bytes, checksum: eeccacc4c01faa822412782af2e96121 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O desenvolvimento de veículos autônomos capazes de se locomover em ruas urbanas pode proporcionar importantes benefícios na redução de acidentes, no aumentando da qualidade de vida e também na redução de custos. Veículos inteligentes, por exemplo, frequentemente baseiam suas decisões em observações obtidas a partir de vários sensores tais como LIDAR, GPS e câmeras. Atualmente, sensores de câmera têm recebido grande atenção pelo motivo de que eles são de baixo custo, fáceis de utilizar e fornecem dados com rica informação. Ambientes urbanos representam um interessante mas também desafiador cenário neste contexto, onde o traçado das ruas podem ser muito complexos, a presença de objetos tais como árvores, bicicletas, veículos podem gerar observações parciais e também estas observações são muitas vezes ruidosas ou ainda perdidas devido a completas oclusões. Portanto, o processo de percepção por natureza precisa ser capaz de lidar com a incerteza no conhecimento do mundo em torno do veículo. Nesta tese, este problema de percepção é analisado para a condução nos ambientes urbanos associado com a capacidade de realizar um deslocamento seguro baseado no processo de tomada de decisão em navegação autônoma. Projeta-se um sistema de percepção que permita veículos robóticos a trafegar autonomamente nas ruas, sem a necessidade de adaptar a infraestrutura, sem o conhecimento prévio do ambiente e considerando a presença de objetos dinâmicos tais como veículos. Propõe-se um novo método baseado em aprendizado de máquina para extrair o contexto semântico usando um par de imagens estéreo, a qual é vinculada a uma grade de ocupação evidencial que modela as incertezas de um ambiente urbano desconhecido, aplicando a teoria de Dempster-Shafer. Para a tomada de decisão no planejamento do caminho, aplica-se a abordagem dos tentáculos virtuais para gerar possíveis caminhos a partir do centro de referencia do veículo e com base nisto, duas novas estratégias são propostas. Em primeiro, uma nova estratégia para escolher o caminho correto para melhor evitar obstáculos e seguir a tarefa local no contexto da navegação hibrida e, em segundo, um novo controle de malha fechada baseado na odometria visual e o tentáculo virtual é modelado para execução do seguimento de caminho. Finalmente, um completo sistema automotivo integrando os modelos de percepção, planejamento e controle são implementados e validados experimentalmente em condições reais usando um veículo autônomo experimental, onde os resultados mostram que a abordagem desenvolvida realiza com sucesso uma segura navegação local com base em sensores de câmera / Abstract: The development of autonomous vehicles capable of getting around on urban roads can provide important benefits in reducing accidents, in increasing life comfort and also in providing cost savings. Intelligent vehicles for example often base their decisions on observations obtained from various sensors such as LIDAR, GPS and Cameras. Actually, camera sensors have been receiving large attention due to they are cheap, easy to employ and provide rich data information. Inner-city environments represent an interesting but also very challenging scenario in this context, where the road layout may be very complex, the presence of objects such as trees, bicycles, cars might generate partial observations and also these observations are often noisy or even missing due to heavy occlusions. Thus, perception process by nature needs to be able to deal with uncertainties in the knowledge of the world around the car. While highway navigation and autonomous driving using a prior knowledge of the environment have been demonstrating successfully, understanding and navigating general inner-city scenarios with little prior knowledge remains an unsolved problem. In this thesis, this perception problem is analyzed for driving in the inner-city environments associated with the capacity to perform a safe displacement based on decision-making process in autonomous navigation. It is designed a perception system that allows robotic-cars to drive autonomously on roads, without the need to adapt the infrastructure, without requiring previous knowledge of the environment and considering the presence of dynamic objects such as cars. It is proposed a novel method based on machine learning to extract the semantic context using a pair of stereo images, which is merged in an evidential grid to model the uncertainties of an unknown urban environment, applying the Dempster-Shafer theory. To make decisions in path-planning, it is applied the virtual tentacle approach to generate possible paths starting from ego-referenced car and based on it, two news strategies are proposed. First one, a new strategy to select the correct path to better avoid obstacles and to follow the local task in the context of hybrid navigation, and second, a new closed loop control based on visual odometry and virtual tentacle is modeled to path-following execution. Finally, a complete automotive system integrating the perception, path-planning and control modules are implemented and experimentally validated in real situations using an experimental autonomous car, where the results show that the developed approach successfully performs a safe local navigation based on camera sensors / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica