[pt] Com a evolução da agricultura inteligente, robôs autônomos agrícolas têm sido pesquisados de forma extensiva nos últimos anos, ao passo que podem resultar em uma grande melhoria na eficiência do campo. No entanto, navegar em um campo de cultivo aberto ainda é um grande desafio. O RTKGNSS é uma excelente ferramenta para rastrear a posição do robô, mas precisa de mapeamento e planejamento precisos, além de ser caro e dependente de qualidade do sinal. Como tal, sistemas on-board que podem detectar o campo diretamente para guiar o robô são uma boa alternativa. Esses sistemas detectam as linhas com técnicas de processamento de imagem e estimam a posição aplicando algoritmos à máscara obtida, como a transformada de Hough ou regressão linear. Neste trabalho, uma abordagem direta é apresentada treinando um modelo de rede neural para obter a posição das linhas de corte diretamente de uma imagem RGB. Enquanto a câmera nesses sistemas está, geralmente, voltada para o campo, uma câmera próxima ao solo é proposta para aproveitar túneis ou paredes de plantas formadas entre as fileiras. Um ambiente de simulação para avaliar o desempenho do modelo e o posicionamento da câmera foi desenvolvido e disponibilizado no Github. Também são propostos quatro conjuntos de dados para treinar os modelos, sendo dois para as simulações e dois para os testes do mundo real. Os resultados da simulação são mostrados em diferentes resoluções e estágios de crescimento da planta, indicando as capacidades e limitações do sistema e algumas das melhores configurações são verificadas em dois tipos de ambientes agrícolas. / [en] Autonomous robots for agricultural tasks have been researched to great extent in the past years as they could result in a great improvement of field efficiency. Navigating an open crop field still is a great challenge. RTKGNSS is a excellent tool to track the robot’s position, but it needs precise mapping and planning while also being expensive and signal dependent. As such, onboard systems that can sense the field directly to guide the robot are a good alternative. Those systems detect the rows with adequate image processing techniques and estimate the position by applying algorithms to the obtained mask, such as the Hough transform or linear regression. In this work, a direct approach is presented by training a neural network model to obtain the position of crop lines directly from an RGB image. While, usually, the camera in these kinds of systems is looking down to the field, a camera near the ground is proposed to take advantage of tunnels or walls of plants formed between rows. A simulation environment for evaluating both the model’s performance and camera placement was developed and made available on Github, also four datasets to train the models are proposed, being two for the simulations and two for the real world tests. The results from the simulation are shown across different resolutions and stages of plant growth, indicating the system’s capabilities and limitations. Some of the best configurations are then verified in two types of agricultural environments.

[pt] A robótica já é parte importante da vida cotidiana, em especial na grande ajuda que pode promover para melhorar a qualidade de vida, mostrando-se como uma ótima opção, por exemplo, para a reabilitação física no corpo humano. O presente trabalho apresenta um projeto e um estudo de controle de movimento de uma plataforma robótica - uma bengala - controlada por meio de sensores de força nela localizados, fazendo com que o registro dos movimentos do usuário seja feito de forma não-invasiva. O protótipo se desloca por meio de três rodas omnidirecionais, acionadas por motores elétricos de corrente continua. Estes últimos têm facilidade no controle e são de baixo custo. A bengala é fabricada em alumínio para facilitar o seu transporte devido à baixa densidade desse material, além de apresentar uma boa usinabilidade, facilitando a sua fabricação. O sistema eletrônico consiste de três etapas: (i) circuito de aquisição de ponte de Wheatstone para os extensômetros; (ii) amplificação e filtragem feitas com amplificadores de instrumentação e filtros passa baixa Butterworth; e (iii) processamento e controle, implementado em dois microcontroladores PIC. O controle da bengala é baseado em admitância em paralelo com um controle PI linear, o qual pretende promover ao usuário uma sensação de naturalidade ao caminhar, sem esforços adicionais significativos e com rápida resposta. Em particular, o sistema pretende detectar situações de queda iminente do usuário, cenário não incomum no uso por idosos. / [en] Robotics already is an important part of modern daily routine, with a quite unlimited potential for the improvement of life quality. For instance, robotics can be a very attractive technology for physical rehabilitation of the human body. The present work presents a design proposal and study of the stability control of an omnidirectional robotic walking cane for assistance of motor disabilities. Non-invasive force sensors are used to register the user s motions and to control the robotic cane. Three omnidirectional wheels, each of them driven by a continuous electrical current motor, move the prototype in all planar directions without the need for turning. The chosen electrical motors are characterized by their easy control and low cost. The stick is fabricated in aluminum, a low-density material with good machinability, in order to both facilitate the user in transporting the cane and to ease the manufacturing process. The electronic system is comprised of three stages: (i) a Wheatstone bridge circuit for the acquisition of strain-gage signals for force and torque sensing; (ii) amplification and filtering with instrumentation amplifiers and Butterworth-type low pass filters; and (iii) processing and control, implemented on two PIC microcontrollers. The control of the robotics support is performed both by an admittance-based approach in parallel with a linear PI control. The quick response of this integrated control does not demand extra efforts from the user, thus providing a more natural sensation while walking. In particular, the system intends to detect whether the user is in the imminence of falling over, a likely scenario in eldercare.

[pt] Motores de passo são os motores mais utilizados em aplicações de controle de posicionamento em malha aberta. Entretanto, as limitações desta forma de atuação têm fomentado o desenvolvimento de novas técnicas que incorporem o controle em malha fechada. Motores de passo possuem boa relação entre torque e custo, tornando-os atraentes para aplicações em manipuladores robóticos. Mas as técnicas tradicionais de controle de manipuladores elétricos, que normalmente assumem o uso de motores de corrente contínua, apresentam baixo desempenho quando aplicadas a motores de passo, mesmo com o uso de sensores de posição. A forma mais comum de controle em malha fechada de motores de passo exige um encoder diretamente acoplado ao eixo do motor, formando um sistema colocado. No entanto, o projeto de muitos motores de passo não permite este acoplamento. Nesses casos, é necessário instalar os encoders na estrutura do manipulador, separados dos atuadores, caracterizando um sistema nãocolocado, que tipicamente apresenta problemas de estabilidade. Este trabalho propõe uma técnica de controle que recebe a realimentação de um encoder, não diretamente acoplado ao motor, e gera uma sequência de pulsos para o driver do motor de passo. Esse trem de pulsos é calculado de modo a não exigir acelerações excessivas, e assim prevenir a perda de passo do motor. O modelo de um sistema robótico usando este controlador é desenvolvido e simulado em Simulink/MATLAB. Um manipulador robótico de seis graus de liberdade acionado por motores de passo é especialmente projetado e construído para validar a técnica de controle apresentada, controlado por um microcontrolador PIC18F2431. O manipulador desenvolvido é modelado, e sua dinâmica analisada através de simulações. Os experimentos comprovam a eficiência da técnica de controle proposta, resultando em uma precisão absoluta na extremidade do manipulador de 1,3mm e repetibilidade 0,5mm . / [en] Stepper motors are used in most applications in open loop. However, the limitations of this type of control have encouraged the development of new techniques for closed loop control. Stepper motors have a good relationship between torque and cost, making it attractive for applications in robotic manipulators. But the limitation of traditional control deteriorates the performance of the manipulator. The most common form of closed loop control of stepper motors require an encoder directly coupled to the motor shaft. However, this is not always practical. In some cases, it is necessary to control the position of some system component that can’t be precisely known from the position of the motor. This work proposes a control technique that receives feedback from an encoder, not directly coupled to the motor shaft, and generates a sequence of pulses to the stepper motor driver. This pulse train is done so as not to require excessive accelerations, and thus prevent the loss of step. The model of a system using this controller is built using Simulink/MATLAB. A robotic manipulator of six degrees of freedom, using stepper motors, is designed and built to validate the presented control techniques, implemented on a PIC18F2431 microcontroller. The obtained absolute accuracy is 1,3mm and repeatability 0,5mm , proving the efficiency of the proposed control technique.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wellington Balthazar Baldocchi Parra Viudes.pdf: 3271050 bytes, checksum: 69d73b408478bd829e44d60d15509627 (MD5) Previous issue date: 2009-12-18 / The development of the human being and the extension technologies of the own body evolve in a quick pace and give us different points of studies. On this essay, the man, the robots and the cybernetics are subjects to be studied and searched. Historically, the man has improved his communication and organization in small and big groups, causing technology and culture until find a contemporary society of developed people. During the centuries, the man has invented and built electro electronics and electro mechanics machines that have already evolved and got a space to help production automation tasks even substituting the man. In the process of the man's interaction with the machine, the physical differences of adaptation and development of objects that imitate the humans' functions show a view of a new "being", a human "artificially rehabilitated" , characterized as a cyborg, I mean, compound by organic human parts and also by parts of cybernetics technology which evolve several engineering areas, computer, medicine and robotic etc. Talking about reality and fiction, we mentioned, in the last chapter, examples on the interaction of man-machine and vice-versa that can foretaste the technological development of a time / Os desenvolvimentos do ser humano e das tecnologias de extensão do próprio corpo evoluem em ritmo acelerado e levam-nos a diferentes vertentes de estudos. Nesta dissertação, o homem, os robôs e a cibernética são os objetos estudo e pesquisa. Historicamente, o homem vem aperfeiçoando sua comunicação e organização em pequenos e grandes grupos, gerando tecnologia e cultura até chegar ao ponto em que se encontra a sociedade contemporânea dos povos desenvolvidos. Ao longo dos séculos, o homem tem inventado e construído máquinas eletroeletrônicas e eletromecânicas que já evoluíram e ganharam espaço para auxiliar tarefas de automação da produção até o ponto de substituírem o próprio homem. No processo de interação do homem com a máquina, as diferenças físicas de adaptação e desenvolvimento de objetos que imitam as funções humanas despontam uma visão de um novo ser ; um humano reabilitado artificialmente , caracterizado como um ciborgue, ou seja, composto por partes orgânicas humanas e também por partes da tecnologia cibernética, que envolvem as mais diversas áreas da engenharia, da computação, da medicina e da robótica, entre outras. Traçando uma linha entre a realidade e a ficção, abordamos, no último capítulo, exemplos de interação homem-máquina e vice-versa que podem prenunciar o desenvolvimento tecnológico de uma época

[pt] A simulação do movimento do corpo humano é uma ferramenta valiosa para diferentes campos, como robótica e biomecânica. Mesmo com o crescente número de pesquisas, ainda existem poucos grupos no Brasil que trabalham desenvolvendo modelos de movimento humano. Tal simulação tem sido um problema desafiador do ponto de vista de modelagem e computacional. Esta dissertação traz uma revisão bibliográfica de conceitos de dinâmica estrutural e dos principais determinantes da dinâmica do caminhar humano. Quatro modelos bidimensionais de crescente complexidade encontrados na literatura são inicialmente analisados para entender a influência dos diversos elementos e graus de liberdade na qualidade dos resultados obtidos. Antes de introduzir estes modelos, uma investigação de algumas variáveis cinemáticas, conhecidas como determinantes da caminhada, é realizada para a fase de apoio simples. O modelo mais simples considera um pêndulo invertido e, em seguida, articulações são adicionadas para simular o quadril, joelho, tornozelo/pé e, finalmente, todo o mecanismo de perna é substituído por uma mola. Os efeitos das adições sucessivas de graus de liberdade são analisados e os resultados são comparados com os resultados experimentais de Winter para torques e forças de reação. Com base nestas análises este trabalho propõe um modelo bidimensional do caminhar humano durante a fase de apoio simples (SSP) com sete graus de liberdade. As forças resultantes das ações musculares são representadas por torques em cada articulação. Todas as massas de segmentos corporais superiores são agrupadas. O modelo é baseado na dinâmica inversa, sendo os deslocamentos angulares interpolados por B-splines de 5º grau e a cinemática do corpo é calculada usando a formulação robótica de Denavit-Hartenberg (DH). As equações de movimento são obtidas com base em uma formulação Lagrangiana recursiva, em virtude de sua eficiência computacional. Um problema de otimização é estabelecido para obter os pontos de controle das B-splines, onde a função objetivo é definida pelo o esforço dinâmico. As restrições impostas ao movimento são de dois tipos: as restrições dependentes do tempo (limites de torque/ângulo e estabilidade dinâmica definida pelo critério do Zero Moment Point) e as restrições independentes do tempo (estado inicial e final). Os resultados do modelo são favoravelmente comparados com os dados experimentais de Winter, em particular as forças de reação do solo. / [en] The simulation of human body movement is a valuable tool for different fields such as robotics and biomechanics. Even with the growing number of researches, there are still few groups in Brazil that work on developing models of human movement. Such simulation has been a challenging problem from a modeling and computational point of view. This dissertation brings a bibliographical review of concepts of structural dynamics and the main determinants of the dynamics of human walking. Four two-dimensional models of increasing complexity found in the literature are initially analyzed to understand the influence of the various elements and degrees of freedom on the quality of the obtained results. Before introducing these models, an investigation of some kinematic variables, known as determinants of walking, is performed for the simple support phase. The simpler model considers an inverted pendulum, and then joints are added to simulate the hip, knee, ankle/foot, and finally the entire leg mechanism is replaced by a spring. The effects of successive additions of degrees of freedom are analyzed and the results are compared with Winter s experimental results for torques and reaction forces. Based on these analyzes, this work proposes a two-dimensional model of human walking during the simple support phase (SSP) with seven degrees of freedom. The forces resulting from muscular actions are represented by torques at each joint. All masses of upper body segments are grouped. The model is based on inverse dynamics, with angular displacements being interpolated by 5th degree B-splines and the body kinematics is calculated using the Denavit-Hartenberg (DH) robotic formulation. The equations of motion are obtained based on a recursive Lagrangian formulation, due to its computational efficiency. An optimization problem is established to obtain the B-splines control points, where the objective function is defined by the dynamic effort. The constraints imposed on movement are of two types: the time-dependent constraints (torque/angle limits and dynamic stability defined by the Zero Moment Point criterion) and the independent time constraints (initial and final state). The results of the model are favorably compared with Winter s experimental data, in08:22 23/07/2019 particular the ground reaction forces.

[pt] Os Robôs Móveis são cada vez mais inteligentes, para que eles tenham a capacidade de semover livremente no interior deumambiente, evitando obstáculos e sem assistência de um ser humano, precisam possuir um conhecimento prévio do ambiente e de sua localização. Nessa situação, o robô precisa construir um mapa local de seu ambiente durante a execução de sua missão e, simultaneamente, determinar sua localização. Este problema é conhecido como Mapeamento e Localização Simultâneas (SLAM). As soluções típicas para o problema de SLAM utilizam principalmente dois tipos de sensores: (i) odômetros, que fornecem informações de movimento do robô móvel e (ii) sensores de distância, que proporcionam informação da percepção do ambiente. Neste trabalho, apresenta-se uma solução probabilistica para o problema SLAM usando o algoritmo DP-SLAM puramente baseado em medidas de um LRF (Laser Range Finder), com foco em ambientes internos estruturados. Considera-se que o robô móvel está equipado com um único sensor 2DLRF, sem nenhuma informação de odometria, a qual é substituída pela informação obtida da máxima sobreposição de duas leituras consecutivas do sensor LRF, mediante algoritmos de Correspondência de Varreduras (Scan Matching). O algoritmo de Correspondência de Varreduras usado realiza uma Transformada de Distribuições Normais (NDT) para aproximar uma função de sobreposição. Para melhorar o desempenho deste algoritmo e lidar com o LRF de baixo custo, uma reamostragem dos pontos das leituras fornecidas pelo LRF é utilizada, a qual preserva uma maior densidade de pontos da varredura nos locais onde haja características importantes do ambiente. A sobreposição entre duas leituras é otimizada fazendo o uso do algoritmo de Evolução Diferencial (ED). Durante o desenvolvimento deste trabalho, o robô móvel iRobot Create, equipado com o sensor LRF Hokuyo URG-04lx, foi utilizado para coletar dados reais de ambientes internos, e diversos mapas 2D gerados são apresentados como resultados. / [en] The robot to have the ability to move within an environment without the assistance of a human being, it is required to have a knowledge of the environment and its location within it at the same time. In many robotic applications, it is not possible to have an a priori map of the environment. In that situation, the robot needs to build a local map of its environment while executing its mission and, simultaneously, determine its location. A typical solution for the Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) problem primarily uses two types of sensors: i) an odometer that provides information of the robot’s movement and ii) a range measurement that provides perception of the environment. In this work, a solution for the SLAM problem is presented using a DP-SLAM algorithm purely based on laser readings, focused on structured indoor environments. It considers that the mobile robot only uses a single 2D Laser Range Finder (LRF), and the odometry sensor is replaced by the information obtained from the overlapping of two consecutive laser scans. The Normal Distributions Transform (NDT) algorithm of the scan matching is used to approximate a function of the map overlapping. To improve the performance of this algorithm and deal with low-quality range data from a compact LRF, a scan point resampling is used to preserve a higher point density of high information features from the scan. An evolution differential algorithm is presented to optimize the overlapping process of two scans. During the development of this work, the mobile robot iRobot Create, assembled with one LRF Hokuyo URG-04LX, is used to collect real data in several indoor environments, generating 2D maps presented as results.

[pt] A maioria dos robôs industriais da atualidade são programados para seguir uma trajetória pré-definida. Isto é suficiente quando o robô está trabalhando em um ambiente imutável onde todos os objetos estão em uma posição conhecida em relação à base do manipulador. No entanto, se a posição da base do robô é alterada, todas as trajetórias precisam ser reprogramadas para que ele seja capaz de cumprir suas tarefas. Outra opção é a teleoperação, onde um operador humano conduz todos os movimento durante a operação em uma arquitetura mestre-escravo. Uma vez que qualquer erro de posicionamento pode ser visualmente compensado pelo operador humano, essa configuração não requer que o robô possua alta precisão absoluta. No entanto, a desvantagem deste enfoque é a baixa velocidade e precisão se comparado com um sistema totalmente automatizado. O manipulador considerado nesta dissertação está fixo em um ROV (Remote Operating Vehicle) e é trazido até seu ambiente de trabalho por um teleoperador. A cada vez que a base do manipulador é reposicionada, este precisa estimar sua posição e orientação relativa ao ambiente de trabalho. O ROV opera em grandes profundidades, e há poucos sensores que podem operar nestas condições adversas. Isto incentiva o uso de visão computacional para estimar a posição relativa do manipulador. A diferença entre a posição real e a desejada é estimada através do uso de câmeras submarinas. A informação é enviada aos controladores para corrigir as trajetórias préprogramadas. Os comandos de movimento do manipulador podem então ser programados off-line por um sistema de CAD, sem a necessidade de ligar o robô, permitindo rapidez na validação das trajetórias. Esse trabalho inclui a calibragem tanto da câmera quanto da estrutura do manipulador. As melhores precisões absolutas obtidas por essas metodologias são combinadas para obter calibração in-situ da base do manipulador. / [en] The majority of today`s industrial robots are programmed to follow a predefined trajectory. This is sufficient when the robot is working in a fixed environment where all objects of interest are situated in a predetermined position relative to the robot base. However, if the robot`s position is altered all the trajectories have to be reprogrammed for the robot to be able to perform its tasks. Another option is teleoperation, where a human operator conducts all the movements during the operation in master-slave architecture. Since any positioning errors can be visually compensated by the human operator, this configuration does not demand that the robot has a high absolute accuracy. However, the drawback is the low speed and low accuracy of the human operator scheme. The manipulator considered in this thesis is attached to a ROV (Remote Operating Vehicle) and is brought to its working environment by the ROV operator. Every time the robot is repositioned, it needs to estimate its position and orientation relative to the work environment. The ROV operates at great depths and there are few sensors which can operate at extreme depths. This is the incentive for the use of computer vision to estimate the relative position of the manipulator. Through cameras the differences between the actual and desired position of the manipulators is estimated. This information is sent to controllers to correct the pre-programmed trajectories. The manipulator movement commands are programmed off-line by a CAD system, without need even to turn on the robot, allowing for greatest speed on its validation, as well as problem solving. This work includes camera calibration and calibration of the structure of the manipulator. The increased accuracies achieved by these steps are merged to achieve in-situ calibration of the manipulator base.

Made available in DSpace on 2016-04-26T18:18:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Kiochi Nakamiti.pdf: 508081 bytes, checksum: 823ace52fadc0ffa1e477b48ec078c0f (MD5) Previous issue date: 2009-09-01 / The diffusion of Artificial Intelligent Agents, superficially considered as elements that have independent thinking and whose decisions influence processes in the everyday human reality increasingly known, especially in electronic media, the users of banking services, on access to telephone service in our home appliances and entertainment. Its presence is sometimes felt by the ease of access to resources often so powerful and sometimes so unnoticed. It can be perceived in a negative way, when access to electronic banking services is denied without explanation. Much of learning today, relies on Internet and getting information online without the help of search engines is disappointing. Today, these mechanisms offer more than simply the result of a search. They seem to have the intelligence to offer suggestions in relation to our interest. This form of communication that are incorporating to their customs, is strongly influenced by known agents, in computer systems. In this work, we will make a history of its appearance, and technological innovations and cultural, primarily focusing on the first Artificial Intelligence in order to built a clear, detailed view of the Artificial Intelligent Agents, at present, and to establish a hypothetical path for future developments. The methodological basis of work is based on the complexity of the issue addressed. Such complexity refers to tools and distinct views, dynamic and interactive, pointing to the computer and its various aspects, the artificial intelligence and its tools, the cyber arena of interdisciplinarity as the first and, to the environment and the semiotic analysis tool of the production and mediation of knowledge and theories of complexity. The corpus of the analysis and interpretation are circumscribed to the phenomenon of Artificial Intelligent Agents of nowadays and of the future, but for both, and according to the methodology adopted, the fields of knowledge are inspected more in the expectation of higher fidelity description. The main conclusion is the remarkable trend of spraying and increasing invisibility of Artificial Intelligent Agents, as elements of support in decision making and control of the environment and the information we received / A explosão dos Agentes Inteligentes Artificiais, considerados superficialmente como elementos que apresentam raciocínio autônomo e cujas decisões influem processos, é uma realidade cada vez mais sentida no cotidiano dos seres humanos , principalmente nos meios de comunicação eletrônicos, entre usuários de serviços bancários, em acessos a serviços telefônicos, nos eletrodomésticos e em nossos entretenimentos. Sua presença é sentida às vezes pela facilidade de acesso a recursos muitas vezes de forma poderosa ou outras vezes de forma discreta. Também pode ser sentida de forma negativa, quando ocorre o bloqueio de uma operação bancária eletrônica sem explicação. Muito do aprendizado, hoje em dia, passa pela internet, e buscar informação na rede sem a ajuda de mecanismos de busca é desconcertante. Hoje em dia esses mecanismos nos oferecem mais do que simplesmente o resultado de uma procura. Eles parecem ter inteligência própria ao nos oferecer sugestões relacionadas ao nosso interesse. Esta forma de comunicação está se incorporando aos costumes e é fortemente influenciada pelos denominados agentes, contidos nos sistemas. Nesse trabalho, é feito um histórico do seu aparecimento e das inovações tecnológicas e culturais introduzidas, focalizando, primariamente, os primórdios da Inteligência Artificial para que seja construída uma visão clara e detalhada dos agentes inteligentes artificiais até o momento presente, a fim de que seja possível estabelecer uma trajetória hipotética de evolução futura. O referencial teórico do trabalho apóia-se na complexidade do tema abordado. Complexidade que evoca ferramentas e olhares distintos, dinâmicos e interatuantes, apontando para a computação e seus vários aspectos, a inteligência artificial e suas ferramentas; a cibernética como primeira arena de interdisciplinaridade e, atingindo a semiótica como ambiente e ferramenta de análise do processo de produção e mediação do conhecimento e as teorias da complexidade. O corpus da análise e interpretação restringe-se ao fenômeno dos Agentes Inteligentes Artificiais desde sua origem, a partir da inspeção de vários campos de conhecimento, necessários à compreensão do tema abordado. O trabalho levanta a hipótese da tendência marcante de pulverização e invisibilidade crescentes dos Agentes Inteligentes Artificiais, como elementos de apoio na tomada de decisão e controle da informação recebida

Aquesta tesi tracta el problema del posicionament de robots mòbils quan, en el decurs del moviment, es realitzen mesures angulars relatives al robot de l'orientació de la recta entre un dels seus punts i punts de l'entorn de posició coneguda. Es considera que les mesures angulars són fetes per un sensor làser giratori que detecta diferents reflectors catadiòptrics fixos.La contribució principal és el desenvolupament d'un algorisme dinàmic, basat en un filtre de Kalman estès (EKF), que estima a cada instant de temps l'estat format pels angles associats als reflectors. La simulació hodomètrica dels angles entre mesures directes del sensor làser garanteix l'ús consistent i continuat dels mètodes de triangulació per a determinar la posició i l'orientació del robot.Inclou simulacions informàtiques i experiments per a validar la precisió del mètode de posicionament proposat. En l'experimentació s'utilitza un robot mòbil omnidireccional amb tres rodes de lliscament direccional de corrons esfèrics. / This thesis focuses on mobile robot positioning methods based on angular measurements, relative to the robot frame and made during its motion, of the orientation of the straight lines between one of its points and known artificial landmarks. The angular measurements are assumed to be done by a rotating laser scanner that detects different catadioptric landmarks on the workspace.Its main contribution is the development of a dynamic algorithm based on an extended Kalman filter (EKF) that estimates at any time the state-vector of the landmark relative angles. The odometric simulation of landmark angles between actual measurements guarantees the consistent and continuous use of the triangulation methods to determine the robot position and orientation.It includes computer simulations and experiments in order to validate the accuracy of the proposed positioning method. In the experiments, an omnidirectional mobile robot with three directionally sliding wheels made of spherical rollers has been used.

[pt] Esta dissertação propõe um sistema de controle de uma mão robótica utilizando sinais eletromiográficos de superfície (sEMG). Os sinais sEMG são coletados de três diferentes grupos musculares do antebraço superior: músculo palmar longo, músculo extensor dos dedos, e músculo extensor radial longo do carpo. O objetivo dessa pesquisa é o desenvolvimento de um protótipo de uma prótese robótica para pessoas que apresentam amputação da mão, controlado por uma interface eletromiográfica baseada em inteligência computacional. Este trabalho abrange os seguintes tópicos: posicionamento dos eletrodos para capturar os sinais sEMG, projeto de um sistema de eletromiografia como interface muscular, método de pré processamento de sinais, uso de técnicas de inteligência computacional para a interpretação dos sinais sEMG, projeto da mão robótica, e método de controle utilizado para controlar as posições dos dedos e o controle da força da mão. Nesta dissertação é utilizada a transformada wavelet como método de extração de características nos sinais eletromiográficos, e uma rede neural multicamada como método de classificação de padrões. O modelo proposto apresentou resultados satisfatórios, conseguindo 90,5 por cento de classificação correta dos padrões para o reconhecimento de 6 posturas diferentes da mão, 94,3 por cento para 5 posturas, e 96,25 por cento para 4 posturas. / [en] This thesis proposes the control of a robotic hand system using surface electromyographic signals (sEMG). The sEMG signals are collected from three different muscle groups of the upper forearm: palmaris longus muscle, extensor digitorum communis muscle, and extensor carpi radialis longus muscle. The objective of this research is to develop a prototype of a robotic prosthesis for people with hand amputation, controlled by an electromyographic interface based on computational intelligence. This thesis covers the following topics: positioning of electrodes to capture the sEMG signals, design of an electromyography muscle interface, preprocessing method, use of techniques of computational intelligence for the interpretation of the sEMG signals, design of the robotic hand, and method used to control the positions of the fingers and of the hand grip force. Here, the wavelet transform is used as a feature extraction method in electromyographic signals, and a multi-layer neural network as a pattern classification method. The proposed model obtained satisfactory results, recognizing 90.5 per cent of the positions for 6 different hand patterns, 94.3 per cent for 5, and 96.25 per cent for 4 positions.