To see the other types of publications on this topic, follow the link: Giroscópia.
Dissertations / Theses on the topic 'Giroscópia'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 38 dissertations / theses for your research on the topic 'Giroscópia.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
1
Vinhas, David Alves. "Sistema de medida de sinais eletrofisiológicos utilizando eléctrodos e-textiles embebidos numa cadeira de rodas com localização GPS e RFID." Master's thesis, Escola Superior de Tecnologia do Instituto Politécnico de Setúbal, 2013. http://hdl.handle.net/10400.26/5326.
Full textAbstract:
Dissertação de Mestrado em Integração de Sistemas IndustriaisO objetivo deste projeto é desenvolver uma cadeira de rodas inteligente que permita avaliar o estado de saúde do paciente com dificuldades motoras, doenças crónicas ou idade avançada. A partir de informações obtidas em tempo real, que permitam a monitorização dos sinais electrofisiológicos do electrocardiograma (ECG) e da condutividade da pele, de forma a analisar esses parâmetros e acessíveis remotamente a uma central de informação. Este projeto pretende dar apoio às pessoas com mobilidade reduzida de forma a serem monitorizadas nas suas próprias habitações. Os dados monitorizados são analisados em tempo real por um médico, que poderá estar no seu local de trabalho e deslocar-se ou pedir auxilio, para socorrer o mais rapidamente possível o paciente sempre que necessário. Assim, é possível uma mais rápida e atempada intervenção em caso de detecção de anomalias que coloquem em risco a vida do paciente. Alguns dos problemas de saúde em que este projecto se enquadra são doenças crónicas, como por exemplo os diabetes, hipertensão arterial, colesterol, obesidade, problemas cardíacos (enfarte e ataque cardíaco), acidentes vasculares cerebrais (AVC) ou até em casos de idade avançada ou mesmo devido a acidentes. Os sensores de aquisição de sinais são embutidos nos braços de apoio da cadeira de rodas, de modo a que o paciente esteja a ser monitorizado sem se aperceber.
2
Ferreira, Anderson Henrique Rodrigues 1983. "Análise eletromecânica do giroscópio MEMS." [s.n.], 2013. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263218.
Full textAbstract:
Orientador: José Maria Campos dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-23T14:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AndersonHenriqueRodrigues_M.pdf: 13469668 bytes, checksum: 25f9c2a03e6a62e5d1a871b78053c4b1 (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: Este trabalho apresenta uma análise dos problemas físicos associados ao projeto de um sensor inercial giroscópio baseado na tecnologia MEMS (micro-electro-mechanical-system). O dispositivo oferece uma resposta elétrica na forma de uma variação da capacitância devido à força de Coriolis e como consequência obtém-se uma medida da velocidade angular de um sistema. Uma formulação analítica da dinâmica eletromecânica de um giroscópio com dois graus de liberdade é revista e implementada em um programa MATLAB/Simulink (R2011a) ®, onde são obtidas as respostas em deslocamento nos domínios do tempo e da frequência. Para melhorar a capacidade do projeto de sensores inerciais, uma abordagem da análise eletromecânica do giroscópio usando o Método dos Elementos Finitos (MEF) do programa comercial ANSYS 12.0® é apresentada. Neste contexto, dois projetos de giroscópios MEMS encontrados na literatura (giroscópio de ACAR e de NGUYEN) são analisados. Análises estática, modal e harmônica são realizadas e os resultados comparados com aqueles obtidos com os modelos analíticos. A resposta harmônica para o modelo eletromecânico completo de MEF não foi realizada devido à dificuldade de simular análises harmônicas incluindo os elementos de Atuação e Detecção simultaneamente. Para superar este problema o elemento Detector foi substituído por um elemento de mola. Os resultados obtidos no giroscópio de NGUYEN apresentaram boa concordância entre os modelos. Contudo, os resultados com o giroscópio de ACAR apresentaram erros significativos entre os modelos, os quais são oriundos da geometria usada no modelo de MEF que se mostrou flexível em regiões que deveriam ser rígidas. Uma análise estática de diferentes tipos de suspensão elástica para giroscópios MEMS é apresentada no Apêndice B
Abstract: This paper presents an analysis of the physical problems associated with the design of a gyroscope inertial sensor based on MEMS technology (MicroEletroMechanical System). The device gives a response in the form of an electrical capacitance change due to the Coriolis force and as a result obtains a measure of the angular velocity of a system. Analytical formulation of the electromechanical dynamics of a gyroscope with two degrees of freedom is reviewed and implemented in a MATLAB/Simulink (R2011a) ® code, where the displacement responses are obtained in time and frequency domains. To improve the capacity of the inertial sensors design, another electromechanical gyroscope analysis approach using the Finite Element Method (FEM) of commercial software ANSYS ® 12.0 is presented. In this context, two designs of MEMS gyroscopes from the literature (NGUYEN's and ACAR's gyroscopes) are analyzed. Static, modal and harmonic analysis are performed and the results compared with those obtained with the analytical models. The harmonic response for the complete electromechanical model of MEF was not performed due to the inability to run harmonic analysis including Actuator and Detector elements simultaneously. To overcome this difficulty, the Detector element was replaced by a spring element. The results obtained with NGUYEN's gyroscope showed good agreement between the models. However, the results with the ACAR's gyroscope showed significant errors between the models, which are derived from the geometry used in the FEM model, that was flexible to regions that should be rigid. A static analysis of different types of elastic suspension for MEMS gyroscopes are shown in Appendix B
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica
3
Toriumi, Fabio Yukio. "Controle digital de uma planta giroscópio." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-21122016-090720/.
Full textAbstract:
Esta dissertação apresenta a modelagem matemática de um giroscópio de controle de momento (CMG) e aplica técnicas de controle digital para o controle de atitude dessa planta. CMGs são atuadores importantes para o controle de atitude de corpos no espaço, tais como satélites e veículos espaciais. Desenvolve-se a modelagem da planta por meio da mecânica Lagrangiana e estudam-se técnicas específicas de controle PID (proporcional-integral-derivativo) e LQR (linear-quadratic regulator ) digitais para aplicação em sistemas com a planta nas configurações desacoplada e acopladas de fase mínima e não-mínima. Realizam-se ensaios via simulação, com o modelo não-linear da planta, bem como via experimentos práticos, com o sistema real, para validar os controladores projetados. Com isso, obtêm-se resultados positivos com ambas as técnicas estudadas, com exceção ao caso acoplado de fase não-mínima, para o qual uma das técnicas não foi capaz de controlar a atitude da planta.This dissertation presents the mathematical modeling of a control moment gyroscope (CMG) and applies digital control techniques for its attitude control. CMGs are important actuators for bodies attitude control in the space, such as satellites and space vehicles. The system modeling is developed with the Lagrangian mechanics and a digital proportionalintegral- derivative (PID) and a digital linear-quadratic regulator (LQR) control techniques are studied and applied to a decoupled system and coupled systems with minimum and non-minimum phases. Simulation tests with the non-linear plant model and experimental tests with the real plant are done in order to validate the control techniques. Then, positive results are reached with both studied techniques, excepting in the coupled system with non-minimum phase, in which one technique was not able to control it.
4
Silva, Rosiney Desidério da. "Estudo numérico e experimental da dinâmica não-linear de um giroscópio." Universidade Estadual do Oeste do Parana, 2012. http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/1090.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2017-07-10T17:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Texto completo - Rosiney.pdf: 7631119 bytes, checksum: 43c0461bb49060121b74d945a88d53d4 (MD5)
Previous issue date: 2012-11-26The present work proposes a study of the dynamics of a gyroscope using simulated data of an analytical model by comparing with experimental data. Classical mechanical modeling approaches are used to identify the equilibrium points, stability and verification of the regions where the motion equations of the gyroscope can present regular or chaotic behavior. The Lyapunov exponents are identified through the standard method, Eckmann-Ruelle Method, Wolf method with time series and the 0-1 test. The results achieved illustrate the main advantages and drawbacks of each method and allow to observe qualitatively and quantitatively information about the motion of the gyroscope used.
Este trabalho propõe um estudo da dinâmica de um giroscópio usando dados de simulação de um modelo analítico comparando com dados experimentais. Verifica-se a modelagem usando mecânica clássica, estudo de pontos de equilíbrio, estabilidade e verificação de regiões onde o movimento do giroscópio pode ficar regular ou caótico. Os expoentes de Lyapunov são identificados usando o método padrão, método de Eckmann-Ruelle, método deWolf com séries temporais e o teste 0-1. Os resultados alcançados nesta dissertação permitiram comparar as principais vantagens e desvantagens de cada um dos métodos e extrair informações qualitativas e quantitativas sobre o movimento do giroscópio em estudo.
5
Carvalho, Ricardo Teixeira de. "Redução de deriva em giroscópios a fibra óptica convencional." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1991. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1835.
Full textAbstract:
Sistemas interferométricos a fibra óptica têm sido largamente empregados como sensores de alta precisão. Este trabalho propõe técnicas que simultaneamente reduzem a deriva e eliminam o desvanecimento do sinal em giroscópio a fibra óptica convencional operando em regime monomodo. A análise teórica do funcionamento do sistema é apresentada, e os resultados experimentais indicam uma redução da deriva por um fator de 103 para uma topologia otimizada do circuito óptico, que leva em conta as características da fonte óptica e da fibra utilizada.
6
Arruda, Josiel Urbaninho. "Estabilização do fator de escala de giroscópios a fibra óptica." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1993. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1709.
Full textAbstract:
A realização de giroscópios interferométricos a fibra óptica de alta performance necessita do emprego de técnicas de redução das instabilidades dos fatores de escala, a fim de manter o erro de medida abaixo da tolerância especificada. No presente trabalho, são estudadas as causas de instabilidade do fator de escala efetivo, e alguns métodos de redução do erro são apresentados. São implementados dois sistemas de estabilização do fator de escala, um baseado na medida direta e outro na medida indireta do espectro da fonte óptica, obtendo-se uma flutuação menor que 200 ppm, com deriva termica de +8,7 ppm/oC em ambos os casos.
7
Watanabe, Rodrigo Horikawa. "Estudo e compensação da deriva termica, estabilidade do fator de escala e lineariazação de um circuito de condicionamento e processamento de sinais de girometro interferometrico a fibra optica." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/261379.
Full textAbstract:
Orientador: Elnatan Chagas FerreiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica de de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-14T09:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Watanabe_RodrigoHorikawa_M.pdf: 3063258 bytes, checksum: be7be3e3a64afd0f71a2a09a1c4642f4 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Os girômetros a fibra óptica são partes importantes de um sistema de navegação inercial. Para atingir as especificações necessárias para aplicações em sistemas inerciais, é indispensável que o demodulador eletrônico do sinal de Sagnac seja construído com componentes eletrônicos do estado da arte.A proposta deste trabalho é realizar o estudo e o desenvolvimento de uma técnica de compensação da deriva de temperatura no circuito eletrônico do girômetro, afim de melhorar a performance do mesmo. Para emulação do circuito óptico, foi desenvolvido um software em LabVIEW. O software controla um gerador de onda arbitrarias e calcula a saída do fotodiodo através da formulação teórica. Os resultados da emulação quando comparados com os valores teóricos do sinal de Sagnac apresentaram um erro de apenas §0; 02%. Foi desenvolvido também um sistema de calibração que utiliza a técnica look-up-table para compensação da deriva térmica, estabilidade do fator de escala e para linearização do circuito de condicionamento de sinais. Os resultados obtidos com as compensações se mostraram bastante importantes, melhorando a deriva do bias de 0; 15±=h para 0; 065±=h em uma faixa de temperatura de 35±C à 75±C; estabilidade do ganho de §1000ppm para §175ppm em uma faixa de temperatura 35±C à 75±C e a linearidade da resposta do circuito eletrônico de 3% para 0; 03%.
Abstract: Fiber Optic gyroscopes are an important part of inertial navigation systems. To meet the necessary specifications required for application in inertial systems, it is mandatory that the electronic Sagnac demodulator uses state of the art devices. The proposal of this work is to study and develop a technique to correct all together for the nonlinearities, the bias drift and scale factor stability, found in gyroscope electronic circuits, in order to improve the gyroscope performance. An optical circuit emulator, was developed using a software written in LabVIEW. The software controls an arbitrary wave generator and calculate the optical circuit output signal using a theoretical formulation. The results of the emulated signal are compared with theoretical values of a Sagnac interferometer and presents only §0; 02% difference error. It was developed a new calibration system that uses look-up-table technique to compensate for the thermal drift and correct the circuit non-linearities. This correction technique improves bias drift from 0; 15±=h to 0; 065±=h, for the temperature range 35±C to 75±C; scale factor stability from §1000ppm to §175ppm, for the temperature range 35±C to 75±C and linearity from 3% to 0; 03%.
Mestrado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Mestre em Engenharia Elétrica
8
Fonseca, Monaliza da. "O laboratório virtual como atividade complementar de disciplinas introdutórias de mecânica: análise a partir da experiência do giroscópio." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/81/81131/tde-25112015-142723/.
Full textAbstract:
O Laboratório Virtual é um ambiente de estudo que visa complementar a ação docente em sala de aula, a fim de trabalhar conceitos abstratos de maneira experimental e que usa recursos virtuais como estratégia de ensino para aulas de física. Este laboratório foi desenvolvido a partir da filmagem de sistemas reais com o objetivo de observar todo o movimento de um objeto junto a um instrumento que possibilitou a medida de sua posição. Posteriormente, foi incorporado ao vídeo um código de tempo, de modo que, ao transformá-lo em quadros independentes, as imagens extraídas permitem medir a posição ocupada pelo corpo em instantes conhecidos. Com uma tabela de posição por tempo, toda a evolução dinâmica do sistema pode ser obtida. As experiências, alocadas em http://www.fep.if.usp.br/~fisfoto/index.html, vem sendo usadas desde 2004 em cursos de mecânica da graduação em Licenciatura em Física da Universidade de São Paulo e são uma inovação no método de desenvolvimento curricular, que busca na tecnologia uma outra maneira de trazer a experimentação para o contexto do ensino. Analisamos o experimento do Giroscópio, objeto de frequente estudo nas aulas de mecânica, a fim de adquirir elementos para avaliar o comportamento do Laboratório Virtual como ferramenta didática. Foram entrevistados 12 alunos que participaram da atividade, com o intuito de verificar se os objetivos da proposta tinham sido atingidos, a fim de analisar o grau de apropriação dos conceitos trabalhados na mencionada experiência. Para fundamentar essa análise, recorreu-se à equilibração e ao subsunçor propostos por Piaget e Ausubel, respectivamente. Dos relatos dos alunos foi possível localizar as situações que denotavam assimilação e/ou acomodação. A categorização de partes das entrevistas permitiu a elaboração do esquema de raciocínio desenvolvido pelos alunos, identificando suas concepções prévias ou os conhecimentos de que se apropriaram para explicar o funcionamento do giroscópio. Da análise das entrevistas, pode inferir-se que os objetivos do laboratório foram alcançados e que o mesmo pode ser aceito como material didático complementar às disciplinas presenciais, dando suporte para que conteúdos teóricos possam ser trabalhados em situações reais com o auxílio de Tecnologia de Informação, de maneira experimental.The Virtual Laboratory is a study environment that complements lecture activities, aiming the understanding of abstract concepts from the analysis of recorded experiments as a physics-teaching strategy. This lab was developed from the videos of real systems, where the object under study moves over an instrument that allows measuring its position. A time code is incorporated to this video, which is subsequently unfolded. The extracted images permit the measurement of the position occupied by the object at known instants. With a table of position and time, the dynamic evolution of the system can be obtained. The experiences, located at http://www.fep.if.usp.br/~fisfoto/index.html, have been used since 2004 with students of Bachelor in Physics Education of the University of São Paulo mechanics courses. It is an innovative methodology in the curriculum, since demands information technology to approach the experimental activities in the lecture context. We analyzed the gyroscope experiment, frequently studied in lectures of mechanics, to assess how the Virtual Laboratory behaves as a teaching tool. Twelve students who participated were interviewed, in order to evaluate whether the proposed goals were met, trying to analyze the appropriation of concepts by means of the Virtual Lab. We applied the balancing and subsumer concepts proposed by Piaget and Ausubel, respectively, in this analysis. Students\' comments allowed sorting out situations denoting assimilation and / or accommodation. The categorization of elements of the interviews made it possible to describe the development of the reasoning scheme developed by these students, identifying preconceptions or knowledge needed to explain properly the physical phenomenon. From the interviews analysis, it can be inferred that the lab objectives have been achieved and that it can be accepted as a complementary material to teach theoretical concepts by working with real situations, using the Information Technology to provide access to experiments.
9
MELO, A. S. "Implementação de um Quadrotor como Plataforma de Desenvolvimento para Algoritmos de Controle." Universidade Federal do Espírito Santo, 2010. http://repositorio.ufes.br/handle/10/9588.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1
tese_2872_DissertacaoMestradoAlexandreSecchindeMelo.pdf: 2766618 bytes, checksum: 938abd9f16b22c84f0466918915ffdf7 (MD5)
Previous issue date: 2010-06-30Este trabalho visa a implementação de um objeto voador não-tripulado, em formato miniatura, com quatro rotores como plataforma de desenvolvimento, como parte de uma pesquisa mais abrangente. O objetivo final, ainda por ser alcançado, é chegar a um veículo voador miniatura com o máximo grau de autonomia de decisões baseadas no sensoreamento a bordo e poder computacional embarcados, estratégia do controle inteligente, e tarefa a cumprir. Tal implemetação, até o momento, consiste em uma máquina eletro-mecânica de baixo custo, cuja parte eletrônica a bordo, um microcontrolador de 8 bits, acelerômetros e giroscópios do tipo MEMS, permite a implementação de um controlador de voo genérico para automatizar a sua estabilização em torno dos eixos X, Y e Z. Tem vasta gama de aplicações como: inspeções aéreas em diversos ambientes, como linhas de transmissão elétrica, detecção de foragidos da polícia, monitoramento de plantações e rebanhos, bem como tomadas de filmagens para as indústrias cinematográfica e imobiliária. Testes realizados com o protótipo até agora sugerem a implementação bem sucedida de um controlador de estabilização de voo.
10
Lira, Hugo Leonardo Rocha de. "Expansão da faixa dinâmica de um giroscópio a fibra óptica operando em malha aberta utilizando modulação com duas harmônicas." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2007. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=377.
Full textAbstract:
O desafio que incentivou a elaboração desta tese de mestrado foi a necessidade de se expandir a faixa dinâmica de giroscópios a fibra óptica operando em malha aberta. Como ocorre em todo interferômetro, o sinal óptico de saída desse sensor é proporcional ao cosseno da diferença de fase total experimentada por dois feixes de luz que se interferem. Uma modulação de fase óptica não-recíproca normalmente é adicionada de sorte que, após um processamento de sinal adequado, obtenha-se um sinal elétrico proporcional à taxa de rotação (em módulo e em sentido). Este trabalho propõe uma nova técnica de tratamento de sinal, baseada em uma modulação de fase óptica não-recíproca utilizando como sinal modulante a soma de dois sinais senoidais de freqüências de razão 3:1, e em um processamento adequado do sinal óptico de saída, de modo que seja possível percorrer franjas de interferência sem que se incorra em ambigüidades, e ainda preserve a sua resolução em toda a faixa de medidas. A expansão da faixa dinâmica fica limitada apenas pelo comprimento de coerência da fonte de luz utilizada. Pelo fato de se utilizar dois sinais senoidais com freqüências próximas para modular a luz do interferômetro, é possível utilizar-se o tradicional modulador de fase a PZT. Resultados interessantes também surgem quando se procura utilizar a soma de duas ondas quadradas na modulação, sendo necessário neste caso dispor de um modulador eletro-óptico. Foram realizadas análises teóricas, simulações e medidas experimentais a fim de verificar a validade desta nova técnica proposta e os resultados foram bastante satisfatórios, tendo sido possível, num primeiro ensaio, expandir o fundo de escala de um determinado giroscópio a fibra óptica de 10/s para mais de 2000/s.
11
Jambersi, Andreyson Bicudo [UNESP]. "Movimentos regulares e caóticos de rotação de corpos rígidos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2016. http://hdl.handle.net/11449/136232.
Full textAbstract:
Submitted by ANDREYSON BICUDO JAMBERSI null (andreysonj@gmail.com) on 2016-03-10T20:41:43Z
No. of bitstreams: 1
Dissertacao-Andreyson-Final.pdf: 10057190 bytes, checksum: 2ff18267cdee4202553958634158fee8 (MD5)Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-03-14T13:24:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jambersi_ab_me_ilha.pdf: 10057190 bytes, checksum: 2ff18267cdee4202553958634158fee8 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-03-14T13:24:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jambersi_ab_me_ilha.pdf: 10057190 bytes, checksum: 2ff18267cdee4202553958634158fee8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A descrição e representação do movimento de corpos rígidos no espaço pode ser realizada de diversas formas, a forma mais popular é através dos ângulos de Euler, apesar de não ser sempre a mais adequada. O objetivo deste trabalho consiste em obter um modelo matemático que descreve o movimento de um giroscópio no espaço através de conceitos da mecânica clássica de Newton-Euler e parametrizar o problema da cinemática inversa dos ângulos de Euler e dos quatérnions e obter a solução numérica, além de realizar uma análise do comportamento deste sistema sob ação de esforços em função das velocidades angulares do corpo. Os resultados são comparados e são destacadas as vantagens de cada parametrização utilizada. A partir deste modelo estuda-se o caso onde os torques externos são realimentados pelas velocidades angulares nas direções principais de inércia do corpo, para estas situações o giroscópio apresenta caos. Nota-se que, para determinados valores de parâmetros, as equações de Euler do giroscópio assumem a forma dos sistemas de Lorenz, Chen e Lü-Chen e podem ser visualizados atratores estranhos no espaço de fases.
12
Gonzalez, Rodriguez Reinaldo Blas. "Uma nova tecnica de detecção de sinais de giroscopio a fibra optica usando "Zero Crossing" com clock sincrono." [s.n.], 1999. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258987.
Full textAbstract:
Orientador: Elnatan Chagas FerreiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-07-25T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezRodriguez_ReinaldoBlas_M.pdf: 8389708 bytes, checksum: eb2d6a7dc5cf1ce368a42b1a465272fa (MD5) Previous issue date: 1999
Resumo: Este trabalho objetiva o estudo de uma nova técnica de processamento do sinal interferométrico de um giroscópio a fibra óptica, baseada na técnica de cruzamentos de zero do sinal. Um método de demodulação digital foi desenvolvido utilizando esta técnica, que permite detectar a diferença de fase de Sagnac, proporcional à taxa de rotação do sistema, na medida da diferença de intervalos de tempo determinados pelos pontos de cruzamentos de zero. Sob os pontos de vista teórico e pratico, a técnica proposta apresenta vantagens em relação a aquelas que utilizam c/ock síncrono em um período de integração e c/ock assíncrono em vários períodos de integração, possibilitando uma grande melhoria na resolução e uma diminuição do ruído no sistema de medidas
Abstract: The objective of this work is to study a new interferometric signal processing technique of fiber optic gyroscope based on zero crossing. A digital demodulation method was developed using this technique which allows the detection of a Sagnac phase difference, proportional to the system rotation rate, measuring time intervals difference determined by zero crossing points. Under theoretical and practical points of view, the proposed technique provides advantages in relation to those using synchronous clock on an integration period and asynchronous clock in several integration periods, making possible a considerable development in resolution and minimization of noise in the measuring system de zero do sinal. Um método de demodulação digital foi desenvolvido utilizando esta técnica, que permite detectar a diferença de fase de Sagnac, proporcional à taxa de rotação do sistema, na medida da diferença de intervalos de tempo determinados pelos pontos de cruzamentos de zero. Sob os pontos de vista teórico e pratico, a técnica proposta apresenta vantagens em relação a aquelas que utilizam c/ock síncrono em um período de integração e c/ock assíncrono em vários períodos de integração, possibilitando uma grande melhoria na resolução e uma diminuição do ruído no sistema de medidas
Mestrado
Mestre em Engenharia Elétrica
13
Moura, Egnilson Miranda de. "Uma contribuição ao estudo de sistemas dinamicos giroscopicos não-lineares." [s.n.], 2001. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265378.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Manoel BalthazarDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-27T18:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_EgnilsonMirandade_M.pdf: 3960795 bytes, checksum: 3e7348e1b0aacdbda32cd760707de2d6 (MD5) Previous issue date: 2001
Resumo: Neste trabalho faz-se um estudo do sistema dinâmico giroscópico linear do tipo conservativo e do tipo dissipativo dando ênfase ao estudo da estabilidade desses sistemas como requisito para a compreensão do sistema giroscópico não-linear, objetivo principal deste trabalho. No estudo do sistema linear apresentam-se condições matemáticas em uma vizinhança pequena do ponto de linearização a fim de que a solução encontrada seja também solução do sistema fracamente não-linear. Nesse contexto analisa-se a dinâmica de um giroscópio de dois-graus-de-liberdade com nutação amortecida e efeitos sobre o movimento de precessão. As equações do movimento não-lineares e acopladas são resolvidas utilizando o método das escalas múltiplas
Abstract: In this work one develops the study of the linear gyroscopic dynamical system of the conservative and of the dissipative kinds giving emphasis to the study of the stability of these systems as a important condition to the comprehension of the nonlinear gyroscopic system, the main goal of this work. In the study of the linear system one presents the mathematical conditions in a small neighborhood around the linearization point so that the obtained solution also be the solution of the weakly nonlinear system. In this context one analyses the dynamics of a two degree of freedom gyroscopic system with damped nutation and the effects over the precession movement. The nonlinear coupled equation of motion are solved utilizing the multiple scales method
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica
14
Corazza, Arthur Nicolini. "Utilização de rigidez e amortecimento não lineares para aumento de eficácia de recuperador de energia do tipo diapasão /." Bauru, 2018. http://hdl.handle.net/11449/180666.
Full textAbstract:
Orientador: Marcos SilveiraBanca: Paulo José Paupitz Gonçalves
Banca: Fabrício Cesar Lobato de Almeida
Resumo: Neste trabalho, o comportamento dinâmico de um giroscópio do tipo diapasão para recuperação de energia será estudado. O giroscópio consiste em duas vigas verticais engastadas sobre uma massa de suspensão. A massa suspensa é sujeita a força de excitação vertical, e pode-se mostrar que o sistema é um sistema parametricamente excitado. Quando as vigas oscilam em fase, a excitação paramétrica pode levar a vibração no movimento horizontal da massa de suspensão. O problema é particularmente interessante para captação ou recuperação de energia. Devido à interação entre os graus de liberdade do sistema, a energia é transferida a partir da direção vertical à direção horizontal. Estudos paramétricos serão realizados para analisar o comportamento dinâmico do sistema no que se refere ao desempenho de recuperação de energia. Será analisado o impacto da introdução de não linearidades de rigidez e amortecimento para aumentar a eficiência do dispositivo. Será analisada também a existência de regimes periódicos e caóticos, e sua influência na transferência de energia entre as direções vertical e horizontal
Abstract: In this work, the dynamical behaviour of a tuning-fork gyroscope for energy harvesting will be studied. The gyroscope consists of two vertical beams fixed on a suspension mass, which is subject to vertical excitation force. It can be shown that the system is parametrically excited. When the beams oscillate in phase, the parametric excitation can lead to vibration in the horizontal direction. The problem is particularly interesting for energy harvesting. Due to the interaction between the degrees of freedom of the system, energy is transferred from the vertical toward the horizontal direction. Parametric studies will be performed to analyse the dynamical behaviour of the system with respect to energy recovery performance. The impact of the introduction of nonlinear stiffness and damping to increase the device efficiency will be analised. The existence of periodic and chaotic regimes will be investigated, and its influence on the energy transfer between the vertical and horizontal directions
Mestre
15
Jambersi, Andreyson Bicudo. "Movimentos regulares e caóticos de rotação de corpos rígidos /." Ilha Solteira, 2016. http://hdl.handle.net/11449/136232.
Full textAbstract:
Orientador: Samuel da SilvaBanca: Marcio Antonio Bazani
Banca: Marcos Silveira
Resumo: A descrição e representação do movimento de corpos rígidos no espaço pode ser realizada de diversas formas, a forma mais popular é através dos ângulos de Euler, apesar de não ser sempre a mais adequada. O objetivo deste trabalho consiste em obter um modelo matemático que descreve o movimento de um giroscópio no espaço através de conceitos da mecânica clássica de Newton-Euler e parametrizar o problema da cinemática inversa dos ângulos de Euler e dos quatérnions e obter a solução numérica, além de realizar uma análise do comportamento deste sistema sob ação de esforços em função das velocidades angulares do corpo. Os resultados são comparados e são destacadas as vantagens de cada parametrização utilizada. A partir deste modelo estuda-se o caso onde os torques externos são realimentados pelas velocidades angulares nas direções principais de inércia do corpo, para estas situações o giroscópio apresenta caos. Nota-se que, para determinados valores de parâmetros, as equações de Euler do giroscópio assumem a forma dos sistemas de Lorenz, Chen e Lü-Chen e podem ser visualizados atratores estranhos no espaço de fases
Abstract: The description and representation of the motion of a rigid body in space can be performed in several ways, the most popular form is through the Euler angles, although it is not always the most appropriate. The goal of this work is to achieve a mathematical model that describes the movement of a gyroscope in space through the classical concepts Newton-Euler mechanical and parameterizing the problem of inverse kinematics of the Euler angles and quaternions and obtain the numerical solution, and to perform an analysis of the behavior of this system in action efforts as functions of the angular velocities of the body. The results are compared and are emphasized the advantages of each parameterization used. From this model it is also studied the case where the external torque are feedback by the angular velocities in the main directions of the body of inertia, for these situations the gyroscope presents chaos. It is noted that for certain parameter values, the Euler equations for the gyroscope take the form of the Lorenz, Chen and LuChen systems and strange attractors can be seen in the phase space
Mestre
16
Almeida, José Carlos Juliano de. "Nova tecnica de processamento de sinais no dominio do tempo de giroscopios interferometricos de Sagnac a fibra optica." [s.n.], 2001. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260290.
Full textAbstract:
Orientador : Oseas Valente de Avilez FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-07-29T02:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseCarlosJulianode_D.pdf: 808594 bytes, checksum: 9c4b8b693f94ec0e6d0e0787bedaf6f6 (MD5) Previous issue date: 2001
Doutorado
17
Galdieri, Flávio José. "Largura da faixa acústica do deslocador de freqüências em fibra óptica bimodal." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 1995. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1668.
Full textAbstract:
Esta dissertacao contem um trabalho desenvolvido para obtencao de um deslocador de frequencias por efeito acusto-optica em fibra optica bimodal, com largura de faixa acústica adequada para aplicacao em giroscopios a fibra optica. Sao estudados e medidos parametros pra projeto do transdutor piezoeletrico em PZT. Sao desenvolvidos um modelo e o programa de calculo da funcao de transferencia do guia de ondas acústicas conico que amplifica as oscilacoes do PZT. E realizado um estudo da largura de faixa acústica do acoplamento entre modos na fibra optica. Sao relatados os resultados de medidas de caracterizacao em termos de largura de faixa acústica e eficiencia de um deslocador de frequencias construido (composto de um transdutor piezoeletrico com PZT, um guiade ondas acústicas conico de aluminio e fibra optica bimodal com nucleo eliptico e secao transversal em D). Neste dispositivo foi conseguido 100% de eficiencia, nas frequencias de 1.6 MHz e 1.8 MHz, largura de faixa de 30 kHz, com 400 mW de potencia eletrica.
18
Almeida, José Carlos Juliano de. "Tecnicas de processamento de sinais em girometros a fibra optica para sistemas de navegação inercial." [s.n.], 1996. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259279.
Full textAbstract:
Orientador: João Marcos Travassos RomanoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-07-21T17:51:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseCarlosJulianode_M.pdf: 5847748 bytes, checksum: f65394d5ca76b21648cd387d66515e3b (MD5) Previous issue date: 1996
Resumo: Esta tese se dedica ao estudo de duas arquiteturas de processamento analógico, em malha aberta, do sinal da fotocorrente produzida por um interferômetro de Sagnac a fibra óptica, visando detectar e demodular a taxa de rotação medida pelo sensor. A arquitetura fundamentada na conversão de freqüências e chaveamento síncrono do sinal modulado foi implementada e apresentou, como faixa dinâmica e precisão do fator de escala das medidas, 92 dB e ± 100 ppm, respectivamente. Sob os pontos de vista teórico e prático, a segunda arquitetura de demodulação investigada, utilizando chaveamento e integração síncronos do sinal modulado, apresenta vantagens potenciais em relação à flexibilidade de implementação, faixa dinâmica e precisão do fator de escala das medidas. Este trabalho assegurou os fundamentos teóricos para implementações futuras mais elaboradas de ambas as versões de demoduladores em sistemas de navegação inercial da classe strap-down
Abstract: This thesis addresses two open loop signal processing architectures for demodulating the photocurrent of an optical fiber Sagnac interferometer, in order to extract the rotation rate measured by the sensor. An architecture based on frequency conversion and synchronous switching of the modulated signal has been designed and provided 92 dB and ± 100 ppm, of dynamic range and scale factor stability, respectively. According to the theoretical and practical points of view, the architecture based on synchronous switching and integration of the modulated signal presents potential advantages in respect of its design, dynamic range and scale factor as well. This work has assured the theoretical background for the development of optimized versions of both demodulators, applicable to strap-down inertial navigation systems
Mestrado
Mestre em Engenharia Elétrica
19
Camargo, Fabio Assis de. "Análise experimental e computacional de um ventilador centrífugo /." Guaratinguetá, 2017. http://hdl.handle.net/11449/151783.
Full textAbstract:
Orientador: Mauro Hugo MathiasCoorientador: Marcelo Sampaio Martins
Banca: José Elias Tomazini
Banca: Everaldo de Barros
Resumo: Este trabalho objetivou um estudo do comportamento dinâmico de rotores em balanço, operando acima da primeira velocidade crítica, suportados em mancais de rolamento. Um caso particular de rotor em balanço, que consiste em um ventilador centrífugo de forno de reaquecimento de uma forjaria, foi selecionado para esse estudo. O rotor analisado encontra-se apoiado em mancais de rolamento, que estão montados em base metálica instalada em fundação de concreto. Alguns aspectos relevantes do comportamento dinâmico desse tipo de rotor foram estudados utilizando-se procedimentos experimentais e procedimentos computacionais. O estudo experimental foi desenvolvido sobre um rotor de ventilador centrífugo utilizado para alimentação de ar de combustão em forno industrial, que possui rotação nominal de 3550 rpm, vazão de 5,11 m3/s, pressão de operação de 1150 mm c.a. sendo acionado por motor de potência de 150 cv, de alto rendimento, com partida direta, montado sobre base rígida. Testes de batida ("ensaio estático de ressonância") e medições de vibração em velocidade constante foram realizados sobre esse rotor em diferentes condições de operação, permitindo a obtenção dos espectros de frequência da resposta vibratória do sistema rotativo. Um procedimento computacional baseado no método de elementos finitos também foi desenvolvido para a determinação das frequências naturais do rotor suportado em mancais elásticos
Abstract: This work was focused on a study of the dynamic behavior of in-balance rotors operating above the first critical speed, supported on rolling bearings. A particular case of in-balance rotor, which consists of a centrifugal fan reheating forging furnace was selected for this study. The analyzed rotor is supported by ball bearings, which are mounted on metal base installed in concrete foundation. Some relevant aspects of the dynamic behavior of this rotor type were studied, using experimental procedures and computational procedures. The experimental study was carried on a rotor centrifugal fan used to supply combustion air in the kiln, which has a rated speed of 3550 rpm, flow 5.11 m3 / s operating pressure of 1150 mm WG being motor-driven power of 150 hp, high performance, direct starting, mounted on a rigid base. Hit Testing ("Bump Test") and constant speed vibration tests were performed on this rotor in different operating conditions, allowing to obtain the frequency spectra for the vibrational response of the rotating system. A computational procedure based on the finite element method was also developed to determine the natural frequencies of the rotor supported in elastic bearings
Mestre
20
Rodrigues, Kelly Cristine Ponte. "Um estudo não linear de ressonancias internas em um rotor com efeito giroscopico." [s.n.], 2001. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265407.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Manoel BalthazarDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-27T20:47:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_KellyCristinePonte_M.pdf: 4972667 bytes, checksum: d58345ad745e5f34e613d6e211e516f0 (MD5) Previous issue date: 2001
Resumo: Neste trabalho apresenta-se o estudo de um rotor com efeito giroscópico não linear e dois graus de liberdade que exibe ressonâncias internas do tipo w2= 2 w1 e do tipo w2= w1 solução geral obtida para a primeira aproximação da solução do sistema perturbado é utilizada para a obtenção das condições de estabilidade dessas ressonâncias de acordo com o critério de Routh-Hurwitz. Como pré-requisito para a compreensão do comportamento de um rotor com efeito giroscópico não linear, objetivo principal de estudo deste trabalho, estuda-se a estabilidade de um sistema giroscópico não linear, apresentando-se uma forma de se obter a solução desse sistema. O sistema fracamente não linear é estudado nas vizinhanças de uma solução conhecida. Analisa-se o efeito do rotor de eixo flexível na freqüência de oscilação de um giroscópio sem influências de forças externas
Abstract: In this work one presents the study of a rotor with gyroscopic nonlinear effects and two degrees of freedom that exibits internal resonances of the kind w2= 2 w1 and of the kind w2= w1. The general solution obtained for the solution first approximation of the perturbed system is used for obtaining the stability conditions for these resonances according to the Routh-Hurwitz criteria. As an important result to be considered in the comprehension of the behavior of a rotor with nonlinear gyroscopic effects, the main objective of the study developed here, one studies the stability of a nonlinear giroscopic system, presenting a way of obtaining the solution for this system. The weak1y nonlinear system is studied in the neighborhood of a known solution. One analyses the effects of the rotor with flexible axis over the oscilation frequency of a gyroscope without the influences of external forces
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica
21
Spengler, Anderson Wedderhoff 1986. "Técnica de condicionamento e processamento de sinais para girômetros a fibra óptica com malha fechada óptica." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260731.
Full textAbstract:
Orientador: Elnatan Chagas FerreiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-24T07:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spengler_AndersonWedderhoff_D.pdf: 6948072 bytes, checksum: 5751258b2120091b7b942e5664da4fb2 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: São apresentadas neste trabalho novas técnicas de condicionamento e processamento de sinais para girômetros interferométricos a fibra óptica (IFOG) em malha fechada óptica para sistemas de navegação inercial. Uma nova técnica de condicionamento do sinal do girômetro foi desenvolvida com o objetivo de minimização do offset da medida. As técnicas de modulações mais usadas na configuração de malha fechada óptica foram comparadas através de simulações e implementações físicas indicando algumas contribuições para melhoria delas. Uma nova técnica de modulação foi desenvolvida, com quatro níveis e seis fases. Os detalhes da montagem final são mostrados, enfatizando os pontos críticos da implementação, como os filtros utilizados no condicionamento do sinal e os componentes eletrônicos utilizados na geração do sinal de realimentação. Um girômetro foi desenvolvido utilizando a eletrônica apresentada neste trabalho e a parte óptica feita pela Optsensys. Ele apresentou deriva de aproximadamente a 0,01°/h e estabilidade do fator de escala na ordem de 10 ppm, valores compatíveis com girômetros da classe inercial. O angle random walk deste girômetro foi 0,0022°??hr, superior ao indicado para a classe inercial
Abstract: In this work are presented new techniques for signal conditioning and processing for inter-ferometric fiber optic gyrometers (IFOG) with optical closed-loop for inertial navigation systems. A new conditioning technique for the gyro signal was developed in order to reduce the offset. The most commonly used modulation techniques were compared through simulations and im-plementations indicating some improvements. A new modulation technique was developed, with four levels and six phases. Details of the final assembly are shown, emphasizing the critical points of implementation, such as the filters used in signal conditioning and electronic components used in the generation of the feedback signal. A gyro was developed using shown electronics and an optical made by Optsensys. It achieved a bias instability of approximately 0.01 °/ h and scale factor stability on the order of 10 ppm, consistent with the inertial class specifications. The gyro¿s angle random walk was 0.0022 °/?hr, this value is higher than that indicated for the inertial class
Doutorado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Doutor em Engenharia Elétrica
22
Ito, Nelson Makoto. "Fundamentos para o projeto de um sistema inercial de baixo custo empregando sensores microeletromecânicos." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2009. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=928.
Full textAbstract:
Um sistema inercial de baixo custo empregando sensores microeletromecânicos foi desenvolvido para comprovar a viabilidade de sua utilização como equipamento de apoio a atividades de laboratório em disciplinas de navegação inercial. O desenvolvimento de hardwares e softwares é descrito, bem como um estudo dos modelos matemáticos e equacionamentos. Por fim, conclusões referentes ao objetivo proposto são apresentadas.
23
Gonçalves, Pedro Filizola Sousa Maia. "Attitude determination of a multirotor aerial vehicle using camera vector measurements and gyros." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2014. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3132.
Full textAbstract:
The employment of embedded cameras in navigation and guidance of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) has attracted the focus of many academic researches. In particular, for the multirotor UAV, the camera is widely employed for applications performed at indoor environments, where are less access to the GNSS signal and higher electromagnetic interference. Nevertheless, in most researches, the images captured by the camera are usually adopted to aid in the linear position/velocity estimation, but not specifically for assisting in the attitude determination process. This dissertation proposes an attitude determination method for multirotor UAVs using pairs of vector measurements taken from one downward facing strapdown camera and angular velocity measurements from gyros. The method consists in three modules. The first detects and identifies landmarks from the captured images. The second module computes the vector measurements related to the direction between the landmarks and the camera. The third module executes the attitude estimation from the vector measurements given by the second module. The employed estimation method consists in a version of the Multiplicative Extended Kalman Filter (MEKF) with sequential update. The proposed method was evaluated via Monte Carlo simulations using Simulink 3D Animation. During the evaluation, the method presented effectiveness and satisfactory results in most of the simulated cases. Finally, future works are suggested for the potential continuation of this research.
24
Henao, Roa Yull Heilordt 1978. "Desenvolvimento de um sistema microcontrolado para monitoramento de atividades esportivas baseado em sensores microeletromecanicos de aceleração e giro." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259683.
Full textAbstract:
Orientador: Fabiano FruettDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-14T11:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HenaoRoa_YullHeilordt_M.pdf: 7869452 bytes, checksum: 6eb77ade8ee7633b4c0a686b201bd6a7 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Apesar de existirem várias ferramentas tecnológicas para o auxílio do treinamento esportivo, a maioria delas são soluções de alto custo e geralmente específicas para um esporte em particular, o que dificulta a difusão de tais tecnologias no país. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um protótipo eletrônico microcontrolado de baixo custo, baseado no uso de sensores microeletromecânicos (MEMs) de aceleração e rotação que permitam obter informações biomecânicas do esportista e monitorá-lo durante o treinamento, e de maneira não invasiva sem que ele tenha que sair do ambiente natural de sua atividade. O sistema envia as informações dos sensores via RF para serem processadas no computador através de um programa de interface intuitivo e de fácil operação desenvolvido no LabVIEWr. Esta interface salva e apresenta os dados em forma de gráficos em tempo real. Os testes de campo foram feitos em bicicleta estacionária e no velódromo de Americana com a colaboração do Laboratório de Instrumentação para Biomecânica (LIB) da Faculdade de Educação Física (FEF) da UNICAMP. O protótipo é de fácil fixação no atleta e permite o monitoramento no local de treinamento, com um alcance máximo de transmissão de 70 m, com resultados muito satisfatórios quanto a aquisição dos dados, sendo ainda pequeno (37x49x20 mm) e leve (40 g). Tornando-o uma alternativa versátil para o auxílio de atletas e treinadores durante o treinamento, aperfeiçoamento da técnica e como ferramenta de auxílio na pesquisa na área de educação física.
Abstract: Although there are several technological tools to aid the training in sports, most of them are high cost solutions and generally very specific to a particular sport, which hinders the diffusion of such technologies. This paper proposes the development of a low cost non-invasive microcontroller Sport ActivitiesMonitoring System (SAMS) prototype, based on acceleration and rotation microelectromechanical sensors (MEMs) for obtaining biomechanical data during training in athletes, without leave the natural environment of their activities. The sensors signals are wireless transmitted from the SAMS to the computer in order to process the data, by an easy and intuitive program interface developed in LabVIEWr. This software saves and displays real time data information in a graphic form. The field tests were made by stationary bike in the laboratory of Instrumentation for Biomechanics, at the Faculty of Physical Education in the Campinas University (UNICAMP) in Brazil, and in a cycle track in Americana city. This prototype is easy to attach to the athlete and allows the training monitoring, with a maximum transmission range of 70 m, with very satisfactory data acquisition results, although small size (37x49x20 mm) and lightweight (40 g). Making it a versatile alternative to aid athletes and coaches during the training, allowing technique refinement. This system is also a suitable tool for physical education research area.
Mestrado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Mestre em Engenharia Elétrica
25
Melo, Fernando Ferreira de. "Estudo e projeto de um sistema eletronico de processamento de sinais de girometros a fibra optica com modulação dinamica." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260733.
Full textAbstract:
Orientador: Elnatan Chagas FerreiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-15T01:31:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_FernandoFerreirade_D.pdf: 5797933 bytes, checksum: a063234832f57c466d1189c44c7fffaa (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Esta tese apresenta o estudo e o projeto de um processador eletrônico do sinal de um interferômetro de Sagnac a fibra óptica que procura atender especificações para aplicação em navegação inercial. Estudou-se o comportamento de Girômetros a fibra óptica com modulação de fase senoidal através de modelos e simulações de algumas técnicas de processamento do sinal fotodetectado. Procurou-se responder questões como o sinal mínimo detectável para processadores de sinal específicos, como a técnica Lock-in e da técnica Mean Value. A técnica Mean Value foi modificada visando facilitar a implementação eletrônica e melhorar o desempenho em relação à proposta original. Compromissos entre estabilidade e pontos de operação com melhor resolução, na medida da diferença de fase de Sagnac, foram estabelecidos para o processador projetado. Este processador foi aplicado a um giroscópio óptico projetado por pesquisadores do IEAv/CTA, em São José dos Campos/SP.
Abstract: This thesis presents the study and design of an electronic signal processor for an optical-fiber Sagnac interferometer aimed at inertial navigation applications. The fiberoptic gyroscope behavior under sinusoidal phase modulations was studied through models and simulation of some signal processing techniques. It was attempted to answer questions like lowest detectable signal for some particular processors, such as synchronous (lock-in) detection and mean value. Modifications to the mean value technique aimed at improving its performance and easing its electronics implementation are presented. Tradeoffs between stability and resolution in Sagnac phase difference measurement were determined for the processor designed and for specific points of operation. This processor was used to extract rotation information from a fiber-optic gyroscope designed and assembled by IEAV/CTA investigators based at São José dos Campos/SP.
Doutorado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Doutor em Engenharia Elétrica
26
Shibuya, Lidia Hissae. "Síntese de filtros digitais para demodulação de sinais em sistemas inerciais com modulação de fase óptica." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2008. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=838.
Full textAbstract:
Apresenta-se neste trabalho os resultados da síntese de filtros digitais para demodular sinais de saída de sensores interferométricos quando estes utilizam modulação de fase óptica. A técnica proposta é baseada nas funções utilizadas para análise de wavelets, muito empregadas para analisar variações localizadas no tempo, redução de ruído e compactação de imagens, mas pouco exploradas na aplicação em sensores inerciais, neste caso em particular, em um Giroscópio a Fibra Óptica (GFO). Para aplicação em sistemas de navegação precisos, um GFO deve ser capaz de medir taxas de rotação muito baixas. Quando se utiliza modulação em fase, esta informação é proporcional à amplitude das harmônicas do sinal, sendo de interesse, principalmente, a primeira e a segunda harmônicas do sinal, onde a amplitude da primeira harmônica, geralmente, é muito menor que a amplitude da segunda. Deste modo, o problema passa a ser medir harmônicas de baixíssima amplitude na presença de outras com amplitude elevada. Técnicas de demodulação analógica em malha aberta (open-loop) são usualmente empregadas, mas estas técnicas são sensíveis às variações de parâmetros ambientais, ruído eletrônico e da precisão dos componentes. Neste trabalho, mostra-se o uso de um filtro digital baseado na função wavelet de Morlet, comparado às técnicas supra-mencionadas, abordando os procedimentos para medir o menor valor de amplitude possível. Os efeitos conjuntos de fatores relevantes, como a presença de harmônicos com amplitudes superiores à amplitude sendo medida, o efeito do ruído de banda estreita, o efeito do erro associado ao processo de quantização e a influência do número finito de amostras tomadas do sinal sob análise foram, à medida do possível, minimizados. Para tal, um estudo foi realizado utilizando modelamento das fontes de erro e o levantamento de resultados por simulação. Ainda para dar suporte ao entendimento destes resultados, desenvolveu-se uma teoria específica, permitindo o estabelecimento de parâmetros ótimos para obter a melhor relação sinal-ruído na demodulação do sinal do sensor. Por último, foram realizados ensaios experimentais utilizando um processador DSP (Digital Signal Processor) de alto desempenho. Neste trabalho, o sinal do GFO foi simulado por um conjunto de equipamentos para que fosse possível prever e configurar todos os parâmetros do sinal, eliminando os erros intrínsecos do GFO, como flutuação do fator de escala e isolando os erros provenientes do processamento daqueles causados pela construção do GFO. O resultado deste estudo descreve as vantagens do processamento proposto, bem como as limitações deste método, apontando as implicações para aplicações em sensores interferométricos, em especial para o GFO.
27
Fernandes, Alecio Pontes. "Implementação de uma nova tecnica para demodulação digital de sinal de giroscopio a fibra optica." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259572.
Full textAbstract:
Orientador: Elnatan Chagas FerreiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-13T16:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_AlecioPontes_M.pdf: 6269465 bytes, checksum: 0d2b04f6049ffb1685b947932894c75d (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Giroscópios são dispositivos usados para medir rotação angular, sendo extensivamente empregados em sistemas de guiamento, navegação e estabilização. Entre os diversos tipos de giroscópios, o IFOG (Giroscópio Interferométrico a Fibra Óptica) baseado no efeito de Sagnac é uma das soluções mais interessante, dada sua alta sensibilidade, resolução, ausência de partes móveis, confiabilidade, tamanho compacto e imunidade a interferências eletromagnéticas. Este trabalho descreve a implementação de um circuito digital de demodulação para IFOGs operando em malha aberta utilizando a técnica de zero-crossing (cruzamento em zero). A técnica implementada no circuito eletrônico descrito neste trabalho emprega um clock quase-síncrono para processamento, o que leva a um esquema de demodulação digital preciso, simples e de baixo custo. O circuito de demodulação proposto foi testado em laboratório, utilizando um sinal de giroscópio emulado. Os resultados experimentais medidos no protótipo mostraram que a resolução final do circuito de detecção é 1000 vezes melhor que a resolução possível de se alcançar em um demodulador zero-crossing digital convencional com clock síncrono
Abstract: Gyroscopes are devices used to measure angular orientation, being extensively employed for guidance, navigation and stabilization. Among the many types of gyroscopes, IFOG (Interferometer Fiber Optic Gyroscope), based on Sagnac effect, is the most interesting solution due to its high sensitivity, resolution, reliability, small size and EMI immunity. The present work describes a digital electronic circuit implementation for open-loop IFOGs using zero-crossing demodulation techniques. The technique used in the electronic circuit described in this work employs a quasi-synchronous clock for signal processing which leads to an accurate, simple and low cost digital demodulation scheme. The experimental results of the prototype showed that the final detection resolution is 1000 times better than one achieved by the conventional synchronous clock zero-crossing digital demodulator
Mestrado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Mestre em Engenharia Elétrica
28
Melo, Alexandre Secchin de. "Implementação de um quadrotor como plataforma de desenvolvimento para algoritmos de controle." Universidade Federal do Espírito Santo, 2010. http://repositorio.ufes.br/handle/10/6215.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Alexandre Secchin de Melo - parte 1.pdf: 1376671 bytes, checksum: 7504ac977143d6adfd9ac0c7c2bc0d2f (MD5)
Previous issue date: 2010-06-30Este trabalho visa a implementação de um objeto voador não-tripulado, em formato miniatura, com quatro rotores como plataforma de desenvolvimento, como parte de uma pesquisa mais abrangente. O objetivo final, ainda por ser alcançado, é chegar a um veículo voador miniatura com o máximo grau de autonomia de decisões baseadas no sensoreamento a bordo e poder computacional embarcados, estratégia do controle inteligente, e tarefa a cumprir. Tal implemetação, até o momento, consiste em uma máquina eletro-mecânica de baixo custo, cuja parte eletrônica a bordo, um microcontrolador de 8 bits, acelerômetros e giroscópios do tipo MEMS, permite a implementação de um controlador de voo genérico para automatizar a sua estabilização em torno dos eixos X, Y e Z. Tem vasta gama de aplicações como: inspeções aéreas em diversos ambientes, como linhas de transmissão elétrica, detecção de foragidos da polícia, monitoramento de plantações e rebanhos, bem como tomadas de filmagens para as indústrias cinematográfica e imobiliária. Testes realizados com o protótipo até agora sugerem a implementação bem sucedida de um controlador de estabilização de voo
This work aims the implementation of a unmanned, four-rotor miniature flying machine as a development platform, part of a long term research. The final goal, yet to be achieved, is the realization of a flying object with maximum practicable degree of autonomous decisions based on the on-board sensory and computational power, control strategy and assigned task. Up to this work, it consists of a low cost electro-mechanical hardware, whose electronic part allows the implementation of an 8-bit microcontroller-based, MEMS accelerometer and gyroscopes, allows the implementation of a generic fly control for attitude stabilization. The broad spectrum of applications includes: the inspection of various kinds of environments such as electric power transmission lines, police surveillance of woods and hard-to-reach places with sky sight for fugitive detection, crops and herd monitoring, as well as film takings for the cinematographic and real estate industries. Tests undertaking so far with the prototype suggest the successful implementation of a fly attitude controller
29
Ambrósio, Fabrício Valgrande. "Uma ferramenta para a simulação e validação de sistemas de navegação inercial." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2010. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1046.
Full textAbstract:
CAPESUm sistema de navegação inercial (INS) é um dispositivo autônomo capaz de determinar sua própria posição a partir de medições fornecidas por sensores inerciais. Para a presente dissertação, uma ferramenta para a simulação e validação de sistemas de navegação inercial foi desenvolvida. Essa ferramenta permite que as soluções de navegação de um INS simulado possam ser comparadas a soluções de referência analiticamente exatas. A partir dos resultados dessa comparação, o usuário pode decidir pela validade ou não validade dos algoritmos de navegação do INS simulado. A ferramenta foi desenvolvida com um foco essencialmente didático para prover ao usuário um meio para a melhor compreensão do funcionamento dos complexos algoritmos associados à navegação inercial. Apesar do foco didático, a ferramenta também possui um caráter prático relevante já que ela efetivamente permite a validação de diferentes configurações de algoritmos consistentes com o estado da arte da navegação inercial. A presente dissertação, portanto, apresenta a ferramenta desenvolvida e demonstra seu correto funcionamento através de um conjunto relevante de experimentos de simulação.
An inertial navigation system (INS) is an autonomous device that determines its own position based on measurements provided by inertial sensors. For this dissertation, a simulation and validation tool for inertial navigation systems has been developed. This tool allows the navigation solutions generated by a simulated INS to be compared against analytically exact reference solutions. Based on the results of this comparison, the user can decide if the simulated INS navigation algorithms are valid or not valid. The tool has been developed with an essentially didactic focus in order to provide the user with a way to better understand how the complex inertial navigation algorithms work. Despite the didactic focus, the developed tool has also a relevant practical aspect since it effectively permits the validation of different configurations of algorithms that are consistent with the inertial navigation state of the art. This dissertation, therefore, describes the developed tool and demonstrates its correct behavior through a relevant set of simulation experiments.
30
Peixoto, João Carlos Pimentel Fidalgo. "Visual and inertial data integration to assist humanoid balance." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/17955.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia MecânicaEsta dissertação aborda o problema que consiste na medição do movimento da cabeça de um robot humanóide fundindo dados inerciais e visuais, com o objetivo de obter o output que melhor descreve o movimento da cabeça do humanóide. O seu principal objectivo é perceber e desenvolver um algoritmo usando o Filtro de Kalman, que irá fundir ambas as fontes de dados com o propósito de obter uma nova fonte de informação com um maior grau de confiança. Para cumprir os objectivos, um modelo da cabeça do humanóide, juntamente com as câmaras e os sensores inerciais, vão ser movidos na ponta de um braço robótico industrial, que é usado como grupo de controle (ground truth) no que toca a posição angular. Pontos-chave nos frames obtidos através da câmara, são extra dos e usados para calcular a diferença na posição angular que ocorreu entre frames, que vão mais tarde, juntamente com os dados inerciais obtidos de giroscópios, servir de input a um modelo de um Filtro de Kalman. Uma vez que este dissertação assenta em ferramentas como o Filtro de Kalman, que tem como propósito unir dados de origens diferentes, é essencial que se conheçam os tipos de dados e ferramentas que irão ser utilizados. Assim, várias experiências foram desenvolvidas e estudadas com o intuito de desenvolver o conhecimento nessas matérias. Adicionalmente, erros foram acrescentados aos dados, artificialmente, com o objectivo de emular sensores sensíveis a ruído. No entanto, o sistema continua a ter uma performance positiva.
This thesis addresses the problem of measuring a humanoid robot head motion by merging inertial and visual data, in order to obtain an output that will describe the head motion of the robot. Its primary goal is the understanding and development of an algorithm using the Kalman Filter tool, which will merge inertial and visual data, resulting in a more reliable source of information. To accomplish this, a model of a humanoid robot head, including a camera and inertial sensors, are moved on the tip of an industrial robot's arm which is used as ground truth for angular position. Visual features are extracted from the camera images and used to calculate angular displacement and velocity of the camera, which is then merged with angular velocities from a gyroscope and fed into a Kalman Filter, in order to obtain an output. Since this thesis is expected to merge two di erent kinds of data using the Kalman Filter tool, the need to understand both types of data arises, as well as the way the Kalman Filter operates. Therefore, many experiments were developed and studied with the intent of deepening the knowledge on those matters. The results are quite interesting. Additionally, errors are introduced arti cially into the data to emulate noisy sensors, and the system still performs very well.
31
Iguchi, Marcelo Fernando. "Gerenciamento distribuído de funções para o processamento e controle de girômetros à fibra óptica." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2008. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=727.
Full textAbstract:
Projetos de sensores embarcados para a área aeroespacial freqüentemente são especificados tendo mente restrições de espaço e de consumo de potência, uso em ambiente hostil, e também a disponibilidade e confiabilidade dos componentes para integrar um sistema embarcado. Mais do que isso, a necessidade de serem processadas diversas funções de controle, demodulação/processamento de sinal, monitoração e registro, todas elas em tempo real, pode levar a um conflito com as exigências das severas especificações técnicas. A integração desejada fica normalmente a cargo do computador de bordo ou, para não haver sobrecarga do mesmo, a cargo de subsistemas locais microprocessados. O presente trabalho aborda o problema de gerenciamento de funções que é exigido de um bloco girométrico de três eixos tipo strap-down, usado para determinar a atitude de veículos em vôo, com relação a um referencial fixo na superfície da Terra. E centra no caso particular de girômetros a fibra óptica, que possuem componentes ópticos e a fibra óptica, eletrônica analógica e digital própria, interfaces e mecânica fina de sustentação do conjunto. A relevância de tal dispositivo reside na impossibilidade de se fazer navegação precisa de um veículo por meios inerciais sem um conjunto girométrico de alta precisão. Para isso, o controle dos parâmetros ópticos e eletrônicos em tempo real é vital, e também o é a geração de sinais de modulação para a fase óptica e o posterior processamento de sinal dos fotodetectores, de modo a se extrair a taxa de rotação a que o veículo está sendo submetido na sua trajetória. Além disso, a monitoração e o registro de variáveis vitais permitem cumprir o ciclo de maturação desta tecnologia sensível durante ensaios em vôo. O presente trabalho apresenta o estudo e a implementação de redes de microcontroladores de pequeno tamanho para a execução destas funções, utilizando uma topologia especial para reduzir o tamanho de circuito e dos barramentos, analógico e digital, com o benefício da redundância que tal implementação permite. Para tal, discute-se inicialmente os pontos técnicos importantes de hardware e de programação demonstrando as dificuldades de implementação em um sistema monoprocessado. Posteriormente mostra-se a solução empregada utilizando rede de microcontroladores, descrevendo as tarefas dos seus diversos integrantes, bem como os resultados obtidos. E, por último, são apresentadas as considerações finais sobre o tema abordado nesta tese.
32
Ricarte, João Carlos Pereira. "Giroscópios de fibra Óptica." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10451/26020.
Full textAbstract:
Tese de mestrado integrado, Engenharia Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016Os giroscopios sao sensores de rotacao que permitem manter a referencia angular a um dado referencial inercial. Sao hoje em dia utilizados nas mais diversas aplicacoes que operam nas mais variadas condicoes (meio espacial, aereo, terrestre ou aquatico) com os mais variados objetivos (sensor de posicao angular, velocidade angular ou aceleracao angular). Muitas das aplicacoes que utilizam giroscopios surgiram recentemente e com requisitos diversos das aplicacoes ditas tradicionais devido aos desenvolvimentos cientificos e tecnologicos que permitiram o surgimento de giroscopios com principios fisicos e caracteristicas muito dispares do principio fisico e das carateristicas na base do giroscopio mecanico. Os novos giroscopios surgiram nao so para substituir os giroscopios mecanicos, mas principalmente para potenciar o surgimento de novas aplicacoes ou para responder as necessidades tecnologicas de aplicacoes existentes. De entre os novos giroscopios que surgiram no seculo passado ha que destacar os giroscopios opticos que surgiram na segunda metade do seculo passado. Estes baseiam-se no efeito de Sagnac descoberto e estudado na primeira metade do seculo. Os giroscopios opticos diferem do giroscopio mecanico por serem sensores de velocidade angular e nao de posicao angular. Podem no entanto ser usados como sensores de posicao angular pela analise do sinal dos mesmos, integrando a velocidade angular em cada instante. Estes surgiram com o advento de duas tecnologias opticas essenciais: o laser que permitiu o surgimento dos giroscopios de anel laser e a fibra optica e o diodo laser que permitiram o surgimento dos giroscopio de fibra optica. Estes sao as duas maiores tecnologias de giroscópios opticos existentes, sendo que a que e mais estudada e desenvolvida atualmente e a tecnologia de giroscopios de fibra optica pela sua adaptabilidade e flexibilidade, podendo ser implementados em funcao de quase todas as aplicacoes de giroscopios existentes. E nos giroscopios de fibra optica que esta dissertacao se baseia. Foi realizada uma pesquisa teorica e um trabalho laboratorial de forma a estudar os giroscopios de fibra optica, as suas caracteristicas e limitacoes. Os objetivos principais foram alcancados tendo sido desenvolvido um giroscópio interferometrico de fibra optica com uma gama dinamica de cerca de 60 o/s e uma incerteza de cerca de 1o/s. Este, apesar de ter uma incerteza grande em relacao a gama dinamica (1:60), responde aos objetivos podendo ser utilizado como material didatico para as disciplinas da area da Optica. Por outro lado o trabalho realizado pode servir de base para investigacao e desenvolvimento de um giroscópio para aplicacoes mais avancadas com requisitos mais exigentes como sao as aplicacoes da area dos micro-satelites.
Gyroscopes are rotary sensors which allow the maintaining of an angular reference to an inertial frame. Currently they are used in the most diverse range of appliances which operate in a variety of conditions (space, aero, ground or aquatic conditions) with different uses (as angular, rotation or torque sensors). Many gyroscope appliances appeared recently and with different requirements than older or so called traditional ones due to scientific and technological advances. This allowed for the appearance of gyroscopes that follow different physical principles and characteristics which are the basis of the mechanical gyroscope. New gyroscopes appeared not only to replace the mechanical ones yet to enable the new appliances to emerge or to give answer to the technological needs of existing ones. From within the new optical gyroscopes which emerged in the last century it is important to recall the optical gyroscopes which emerged in the second half of the last century. These are based on the Sagnac effect which was discovered and studied in the first half of the century. Optical gyroscopes differ from mechanical gyroscopes in that they are angular velocity sensors and not angular position sensors. They can however be used as angular position sensors through the analysis of their signal through the integration of the angular velocity in every moment. These appeared with the advent of two essential optical technologies: the laser, which allowed for the appearance of laser ring gyroscopes, optic fiber and laser diode, which allowed the development of fiber optic gyroscopes. These two are the major optic gyroscope technologies which exist being. The most studied and developed of the two is currently fiber optic due to its flexibility and capability to be adapted to almost any appliance. This dissertation is based on fiber optic gyroscopes. Theoretical research and laboratorial work was done in order to study optical gyroscopes: their characteristics and limitations. We create an interferometric fiber optic gyroscope with a dynamic range of approximately 60 o/s and an uncertainty of approximately 1 o/s. Although it had a large uncertainty with relation to the dynamic range (1:60), it fulfills the objectives, having the possibility of being used as didactic material for courses in the area of Optics or as the basis for further research and development of a gyroscope for more advanced appliances with harder requirements such as is the appliances in the subject area of micro-satellites.
33
Patrão, Sérgio Miguel Cravo. "Ferramenta de teste e validação para algoritmos de fusão sensorial." Master's thesis, 2015. http://hdl.handle.net/10400.26/15450.
Full textAbstract:
O crescimento recente da utilização de sensores inerciais e da sua aplicabilidade em diversas áreas como saúde, desporto, sistemas de navegação e engenharias aeronáutica/aeroespacial é um fenómeno que poderá produzir impactos significativos na utilização desta tecnologia. Para além do baixo custo, do tamanho reduzido e baixo consumo de energia, os sensores inerciais possuem a capacidade de medir a intensidade de grandezas físicas de um objeto em movimento sem a necessidade de referências externas. Na área da saúde, nomeadamente em monitorização, este tipo de sensores tem sido alvo de investigação em situações de apoio à reabilitação física e monitorização da locomoção de doentes de Parkinson e Alzheimer. A eficácia destes sensores depende da capacidade dos algoritmos em reunir a informação de cada um deles e estimar informação mais precisa, mediante algoritmos de fusão sensorial. Este trabalho propõe a avaliação de vários algoritmos de fusão sensorial em termos de fiabilidade de resultados, utilizando um braço robótico para realizar movimentos pré-definidos e fornecer um valor de referência para a orientação dos sensores. Para o efeito foi realizado um estudo teórico sobre os métodos de representação da orientação de um objeto no espaço tridimensional, nomeadamente ângulos de Euler e quaterniões, e também um estudo sobre as características dos sensores acelerómetro, giroscópio e magnetómetro. É proposto o desenvolvimento de um dispositivo sem-fios para obtenção de resultados, que permite a comunicação com uma aplicação para Windows através do protocolo Bluetooth Low Energy.
34
Almeida, Alexandre da Cruz Alves Gaudêncio. "Reconhecimento de atividades para jogos em dispositivos móveis." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10400.26/18860.
Full textAbstract:
Nos últimos anos têm-se verificado um crescente número de estudos na área do reconhecimento de atividades. Isto deve-se, principalmente, à popularização dos dispositivos móveis, por incluírem um conjunto de sensores que possibilitam estes estudos e facilitam a aproximação da tecnologia às pessoas. Apesar disto, existe uma área que poderá beneficiar deste tipo de tecnologia e que não tem sido devidamente explorada: os jogos para dispositivos móveis. Com este estudo pretende-se analisar um possível sistema de reconhecimento de atividades a utilizar um jogo de endless running para dispositivos móveis. Com este trabalho é demonstrado que é possível obter um sistema para classificar atividades simples como estar parado, mover para o lado esquerdo e direito, agachar e saltar com boa exatidão. Para além disso, é desenvolvida e apresentada uma biblioteca para facilitar a criação e utilização deste tipo de sistemas em aplicações móveis. Como prova de conceito, é apresentado um jogo que implementa o sistema de reconhecimento de atividades previamente estudado através da biblioteca desenvolvida.
35
Fernandes, Vítor Manuel Bravo. "Desenvolvimento de um sistema para análise de equilíbrio baseado em sensores inerciais." Master's thesis, 2013. http://hdl.handle.net/1822/39465.
Full textAbstract:
Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e de ComputadoresEsta dissertação apresenta o desenvolvimento e uso de um sistema de medição inercial baseado em dois sensores inerciais: um giroscópio e um acelerómetro. O sistema visa avaliar o equilíbrio e estabilidade postural de uma população em estudo, de forma a identificar parâmetros cinéticos característicos das doenças de Parkinson e Alzheimer, possibilitando assim traçar um perfil cinético destas doenças e facilitar o diagnóstico. O sistema usado para efetuar a análise cinética é constituído por 5 módulos cinéticos e um módulo base, que efetua a sincronização com os outros módulos via rádio, e por uma aplicação desenvolvida em ambiente Matlab, que permite efetuar a análise cinética com os dados recolhidos pelos sensores. As provas de avaliação cinética foram efetuadas no Centro Hospitalar do Alto Ave (CHAA), sob a supervisão do Doutor Miguel Gago. Entre vários resultados, a comparação das variáveis cinéticas obtidas em cada grupo da população em estudo permitiu chegar variáveis cinéticas significativas de cada um destes.
This dissertation presents the development and use of measurement system based on two inertial sensors: a gyroscope and an accelerometer. The system is used to assess the balance and posture of a population in study, in order to identify kinetic parameters that are characteristic of Alzheimer's and Parkinson's diseases, thus enabling to trace a kinetic profile of these diseases in order to facilitate the diagnosis. The system used to perform the kinetic analysis consists of 5 sensing modules and one base module connected to a computer, which allows the synchronization with other modules via radio, and an application developed in Matlab, which allows to perform the kinetic analysis of data collected by sensors. The kinetic tests were performed on Centro Hospitalar do Alto Ave (CHAA), under the supervision of Dr. Miguel Gago. A comparison of kinetic variables obtained in each group of the study population has allowed to reach significant kinetic variables of each of the diseases under study.
36
Alves, Ana Cláudia Sousa. "Ferramenta para o desenvolvimento de sistema de análise e monotorização para a modalidade da canoagem de velocidade." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10400.26/16828.
Full textAbstract:
É um desafio determinar a pagaiada perfeita e perceber os dados adquiridos. O processo torna-se mais complexo se a informação for adquirida no ambiente natural da prática desportiva. A análise dos parâmetros da canoagem começou por ser feita em ambientes controlados no entanto, a monitorização de atletas na água, facilitada pelo progresso da microelectrónica, tem conduzido a estudos mais realistas e viáveis.
O propósito deste trabalho é apresentar uma ferramenta para desenvolver um sistema de aquisição e avaliação do desempenho de um atleta de canoagem. Mantendo este propósito em mente e, de acordo com uma rede sensorial sem fios, foi pensada uma arquitectura que permite a aquisição de dados da pagaia, do barco e do finca-pés. Na rede definida para adquirir e transferir os dados dos sensores em tempo real é necessário um protocolo de baixo alcance, o BluetoothTM Low Energy (BLE). Por outro lado, a comunicação a longas distâncias serve para levar os pacotes de dados desde o barco até à margem do rio, onde se encontra o dispositivo central de análise, o receptor.
Neste trabalho, é apresentada a arquitectura e o conceito dos módulos da ferramenta para o sistema de monitorização. São igualmente demonstrados os resultados adquiridos em provas de conceito assim como um estudo e análise do protocolo BLE. O trabalho é finalizado com a apresentação de uma aplicação C# que ilustra o conceito e a implementação do protocolo BLE.
37
Duarte, Hugo Filipe Vieira. "Utilização de sensores bioelétricos em modelos de redes de Petri IOPT - Aplicação ao controlo de um quadricóptero." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10362/24816.
Full textAbstract:
Até hoje, o uso de eletroencefalogramas, eletromiogramas e eletro-oculogramas foram direcionados para auxiliar, aumentar ou reparar a ação cognitiva humana ou as suas funções sensoriais ou motoras, mantendo-se um distanciamento em relação às restantes aplicações onde estas tecnologias po-dem ser potencialmente utilizadas.
Nesta dissertação foi implementado um controlador especificado através de um modelo de redes de Petri IOPT aplicado ao controlo de um quadricópte-ro, utilizando um conjunto de sinais bioelétricos obtidos de um capacete EPOC, fabricado pela Emotiv. Foi desenvolvida uma biblioteca de funções de aquisição e processamento dos sinais bioelétricos apta a ser reutilizada em diferentes aplicações.
Como resultado, os controladores especificados em modelos de redes de Petri IOPT e gerados pelo ambiente de desenvolvimento IOPT-Tools podem utilizar sinais giroscópicos ou bioelétricos (estes dependentes de expressões fa-ciais, estados de emoção ou pensamentos específicos), para definir as ações de controlo de qualquer dispositivo ou aparelho eletrónico.
38
Meruje, Manuel Luís Gama. "Monitoring of medication boxes using wireless sensors." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10400.6/7752.
Full textAbstract:
Medication adherence is a real problem among older adults which can lead to serious repercussions
on their health and life. Adherence is defined by the World Health Organization as the
extent to which the behavior of a person corresponds with recommendations from a health care
provider. A low medication adherence to a certain prescription can undermine the treatment
benefits in many cases. Moreover, taking wrong medication may lead to unwanted secondary
effects, adverse health conditions, and visits to the hospital.
This dissertation describes the work focused on the design, development, and research of a
solution for monitoring medication boxes using attached sensors. The main contributions of this
work include the development of a mobile application, a study on how to classify data from medication
box gestures, an implementation of the algorithm that retrieves data from sensor boxes,
and an integration of the data classification algorithm into the mobile application. A medication
reminder proof-of-concept was developed in the scope of this Master’s project. Sensor data is
received by the prototype through a module that integrates the connection and data transference
from the sensor boxes via wireless communication. Another module implements metric
extraction functions that are applied to the inertial sensor data retrieved from the sensor box.
The calculated metrics, herein corresponding to features, are passed to a machine learning algorithm,
integrated in the data classification and feature extraction module, for posterior data
identification.
An in-depth analysis on how to classify inertial data from medication box gestures was conducted
during the development of the solution. This in-depth analysis included the creation of two
datasets with different characteristics which were preprocessed and fed to several machine
learning algorithms. The analysis of the results outputted by the algorithms is included in this
document. The dataset collection took place in two different locations, corresponding to a
controlled environment and to a non-controlled environment. The obtained results showed that
it is possible to identify the gestures in the dataset for the controlled environment, with the
best results achieving a true positive rate of 97:9%. The results obtained for the dataset of the
non-controlled environment (which was created with target users) showed that there are still
many aspects that need to be improved before a final version of the solution is released.Uma baixa adesão à terapêutica é um problema real entre os adultos que pode levar a sérias repercussões nas suas vidas. A adesão à terapêutica é definida pela Organização Mundial de Saúde como a medida em que o comportamento de uma pessoa coincide com as recomendações de um prestador de cuidados de saúde. Uma baixa adesão a uma determinada terapêutica pode comprometer, em muitos casos, os benefícios do tratamento. Além disso, tomar medicação errada pode levar a efeitos secundários não desejados, condições de saúde adversas e visitas a hospitais. Esta dissertação descreve um trabalho focado na concepção, desenvolvimento e investigação de uma solução para a monitorização de caixas de medicação com caixas de sensores a elas acopladas. As principais contribuições deste trabalho incluem o desenvolvimento de uma aplicação móvel, um estudo em como classificar dados de gestos de caixas de medicação, uma implementação do algoritmo que obtém dados das caixas de sensores e a integração do algoritmo de aprendizagem automática na aplicação móvel. Foi desenvolvida uma prova-de-conceito de alarmes de medicação no âmbito deste projecto de Mestrado. Os dados dos sensores são recebidos pelo protótipo através de um módulo que integra a ligação e transferência de dados das caixas de sensores via ligação sem fios. Outro módulo implementa funções de extração de métricas que serão usadas sobre os dados dos sensores inerciais contidos nas caixas de sensores. As métricas calculadas, também chamadas de características, são passadas para um algoritmo de aprendizagem automática, que está integrado no módulo de classificação de dados e extração de características, para posterior identificação de dados. No desenvolvimento da solução, foi feito um estudo aprofundado sobre como classificar dados inerciais de gestos de caixas de medicação. Este estudo incluiu a criação de dois conjuntos de dados com diferentes características que, depois de serem pré-processados, foram submetidos a diferentes algoritmos de aprendizagem automática, sendo os seus resultados analisados neste documento. O processo de coleção de dados foi feito em dois locais distintos, correspondendo a um ambiente controlado e um ambiente não controlado. Os resultados obtidos mostram que é possível identificar os gestos considerados no ambiente controlado, tendo os melhores resultados chegado a 97:9% de taxa de acerto. Os resultados obtidos para o conjunto de dados do ambiente não controlado (que contou com a participação dos utilizadores alvo da aplicação) demonstraram que ainda há aspetos a melhorar antes de produzir uma versão final da solução.