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Tipo do documento: Tese
Título: Método de reposicionamento de robôs por entropia de imagem bioinspirado na sensibilidade ao campo magnético terrestre das abelhas
Título(s) alternativo(s): Bioinspired image entropy robot repositioning method based on bees' terrestrial magnetic field sensitivity
Autor: SANTOS, Daniel de Matos Luna dos 
Primeiro orientador: SANTANA, Ewaldo Eder Carvalho
Primeiro coorientador: FONSECA NETO, João Viana da
Primeiro membro da banca: SANTANA, Ewaldo Eder Carvalho
Segundo membro da banca: FONSECA NETO, João Viana da
Terceiro membro da banca: SOUZA, Francisco das Chagas de
Quarto membro da banca: BARROS, Allan Kardec Duailibe
Quinto membro da banca: FREIRE, Raimundo Carlos Silvério
Resumo: Neste trabalho é desenvolvido um método de posicionamento bioinspirado na memória das abelhas ao campo magnético terrestre, aplicado em uma plataforma robótica de polinização de exatidão, usando o método de entropia do Laplaciano. A plataforma robótica é composto de uma plataforma robótica de cinemática diferencial para deslocamento de sensores com dois motores de acionamento, quatro rodas, com um sistema de sondagem de içamento por cabo. A aplicação do método é em tempo real para o cálculo das características de nitidez por entropia e variância do Laplaciano de imagens segmentadas por cor no sistema HSV, com objetivo de rotação da plataforma em resposta à um valor ótimo encontrado. Foi desenvolvido um método complementar de posicionamento por içamento pela extração de características de área entre marcadores ativos, analisando características de cor, ruído e vibrações da sonda no tempo e na frequência, pela imagem lateral da sonda. Este método não é supervisionado e, a partir dos resultados pode-se observar que não é necessária uma calibração prévia das dimensões do alvo, histograma e distâncias envolvidas no posicionamento. O uso algoritmo promoveu um sistema com menor sensibilidade na extração das características de nitidez em relação ao número de arestas, e maior sensibilidade ao gradiente em relação ao método de variância de Laplaciano. O funcionamento da plataforma foi realizada em cenários de operação imprevistos, mesmo em pequenas variações de nitidez e resposta robusta à variação local, temporal e geofísica da declinação magnética, não necessitando de luminosidade após escaneamento, com dois graus de liberdade de rotação, o sistema de içamento da sonda e o sistema de rotação da plataforma. No sistema desenvolvido foi realizada a operação de varredura e busca da variação mínima entre a nitidez do objeto e o sistema de sondagem, sem variação quanto a declinação magnética, mesmo em ambientes com baixa luminosidade após a aquisição dos frames. O sistema pode ser utilizado em pesquisa de alvo a longa distância, posicionamento de guindastes, agricultura de precisão, etc. A partir dos resultados iniciais encontrou-se um erro angular de alinhamento máximo de 1 grau.
Abstract: In this work, a method bioinspired in the memory of the magnetic field of bees applied in a precision pollination rover is developed. The method calculates sharpening characteristics by entropy and Laplacian variance of color-segmented images in the HSV system in real time. A complementary positioning method was developed based on the extraction of area features between active markers, analyzing color, noise and vibration characteristics of the probe in time and frequency, through the lateral image of the probe. From the observed results, it can be observed that the unsupervised method does not require previous calibration of the target dimensions, histogram and distances involved in the positioning. The algorithm showed lower sensitivity in the extraction of sharpness characteristics in relation to the number of edges and greater sensitivity to the gradient, allowing unforeseen operating scenarios, even in small sharpness variations, and robust response to local, temporal and geophysical variation of magnetic declination, no need for luminosity after scanning, with two degrees of freedom of rotation. In the developed system, the scanning operation and the search for the minimum variation between the sharpness of the object and the sounding system are carried out, without variation regarding the magnetic declination, even in environments with low light after the acquisition of the frames. The system can be used in long-distance target research, crane positioning, precision agriculture, among others. From the initial results, it can be estimated that the angular alignment error is at most 1 degree.
Palavras-chave: reposicionamento bioinspirado em abelhas;
memória de campo magnético;
robô;
agricultura de precisão.
bioinspired repositioning in bees;
magnetic field memory;
robot;
precision agriculture.
Área(s) do CNPq: Ciências Exatas e da Terra
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET
Citação: SANTOS, Daniel de Matos Luna dos. Método de reposicionamento de robôs por entropia de imagem bioinspirado na sensibilidade ao campo magnético terrestre das abelhas. 2022. 87 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/4214
Data de defesa: 5-Apr-2022
Appears in Collections:TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE

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