Image-Based Mapping and Localization using VG-RAM Weightless Neural Networks

Localização e Mapeamento são problemas fundamentais da robótica autônoma. Robôs autônomos necessitam saber onde se encontram em sua área de operação para navegar pelo ambiente e realizar suas atividades de interesse. Neste trabalho, apresentamos um sistema para mapeamento e localização baseado em imagens que emprega Redes Neurais Sem Peso do Tipo VG-RAM (RNSP VG-RAM) para um carro autônomo. No nosso sistema, uma RNSP VG-RAM aprende posições globais associadas à imagens e marcos tridimensionais capturados ao longo de uma trajetória, e constrói um mapa baseado nessas informações. Durante a localização, o sistema usa um Filtro Estendido de Kalman para integrar dados de sensores e do mapa ao longo do tempo, através de passos consecutivos de predição e correção do estado do sistema. O passo de predição é calculado por meio do modelo de movimento do nosso robô, que utiliza informações de velocidade e ângulo do volante, calculados a partir de imagens utilizando-se odometria visual. O passo de correção é realizado através da integração das posições globais que a RNSP VG-RAM com a correspondência dos marcos tridimensional previamente armazenados no mapa do robô. Realizamos experimentos com o nosso sistema usando conjuntos de dados do mundo real. Estes conjuntos de dados consistem em dados provenientes de vários sensores de um carro autônomo, que foram sistematicamente adquiridos durante voltas ao redor do campus principal da UFES (um circuito de 3,57 km). Nossos resultados experimentais mostram que nosso sistema é capaz de aprender grandes mapas (vários quilômetros de comprimento) e realizar a localização global e rastreamento de posição de carros autônomos, com uma precisão de 0,2 metros quando comparado à abordagem de Localização de Monte Carlo utilizado no nosso veículo autônomo

Sistema de Rastreamento Visual de Objetos Baseado em Movimentos Oculares Sacádicos

A busca visual é o mecanismo por meio do qual, a partir do conhecimento prévio da imagem de um objeto de interesse, conseguimos encontrá-lo no campo visual se o mesmo nele estiver presente. A região cerebral responsável pela realização da busca visual, realizada através dos movimentos sacádicos dos olhos, é conhecida como Superior Culliculus. A criação de um sistema computacional de busca visual a partir de um conjunto de imagens do mundo externo que busque similaridade com o sistema biológico requer modelar o sistema biológico de movimentos sacádicos dos olhos, as transformações sofridas pelas imagens captadas pelos olhos em seu caminho para o Superior Culliculus (SC) no cérebro e a resposta dos neurônios do SC para padrões aprendidos anteriormente. Neste trabalho apresentamos uma modelagem matemático-computacional de uma arquitetura neural que representa o Superior Culliculus. Esta arquitetura neural é baseada em Generalização Virtual de Memória de Acesso Aleatório em Redes Neurais Sem Peso (Virtual Generalizing Random Access Memory Weightless Neural Networks VGRAM WNN) e no mapeamento log-polar da retina para o Superior Culliculus. Com a nossa implementação desta arquitetura é possível, a partir de pontos de interesse em uma determinada imagem bidimensional previamente treinados, realizar a busca visual por estes pontos em imagens diferentes da treinada. O modelo de busca visual biologicamente inspirado foi incorporado em um sistema automático de rastreamento (tracking) de longo prazo de objetos de interesse em vídeo para lidar com todos os desafios apresentados que se equipara ao estado da arte

Avaliação de Oportunidades de Investimento no Mercado Futuro Brasileiro na Escala de Dezenas de Segundos

"A utilização de sistemas automáticos de investimentos na Bolsa de Valores brasileira (BM&FBovespa) vem crescendo a cada ano. Isso ocorre porque os sistemas automáticos de investimento, também chamados de robôs, são capazes de avaliar vários ativos financeiros simultaneamente e em escalas de tempo muito menores do que as de um investidor. Dessa forma, surge a necessidade de se criar algoritmos capazes de analisar grandes quantidades de dados em tempo real e de decidir acerca da melhor ação a ser tomada para um determinado ativo financeiro de interesse a cada instante. Neste trabalho, foram avaliadas oportunidades de investimento no mercado futuro brasileiro (uma parte da BM&FBovespa) na escala de tempo de dezenas de segundos, usando um sistema automático de investimento baseado em preditores e considerando os custos de operação. Inicialmente, foi avaliado o limite superior de retorno que pode ser gerado por investimentos no mercado futuro usando um preditor perfeito, comumente chamado de oráculo. Em seguida, foram avaliados dois tipos de preditores neurais: um baseado em redes neurais Multilayer Perceptron (MLP) e o outro baseado em redes neurais sem peso VG-RAM. Os resultados mostraram que existem diariamente grandes oportunidades de investimento nas escalas de tempo analisadas, mas estas são difíceis de serem preditas usando as redes neurais consideradas. Isso ocorre porque as cotações dos ativos financeiros do mercado futuro têm comportamento muito próximo ao de séries random-walk. Contudo, usando mecanismos de decisão baseados no desempenho recente dos preditores, é possível melhorar a qualidade das decisões de compra e venda e se beneficiar de momentos em que as séries de cotações dos ativos são mais previsíveis.

State-of-the-Art Sensors Technology in Spain 2015: Volume 1

This book provides a comprehensive overview of state-of-the-art sensors technology in specific leading areas. Industrial researchers, engineers and professionals can find information on the most advanced technologies and developments, together with data processing. Further research covers specific devices and technologies that capture and distribute data to be processed by applying dedicated techniques or procedures, which is where sensors play the most important role. The book provides insights and solutions for different problems covering a broad spectrum of possibilities, thanks to a set of applications and solutions based on sensory technologies. Topics include: • Signal analysis for spectral power • 3D precise measurements • Electromagnetic propagation • Drugs detection • e-health environments based on social sensor networks • Robots in wireless environments, navigation, teleoperation, object grasping, demining • Wireless sensor networks • Industrial IoT • Insights in smart cities • Voice recognition • FPGA interfaces • Flight mill device for measurements on insects • Optical systems: UV, LEDs, lasers, fiber optics • Machine vision • Power dissipation • Liquid level in fuel tanks • Parabolic solar tracker • Force sensors • Control for a twin roto

A Model-Predictive Motion Planner for the IARA Autonomous Car

In this work, we present the Model-Predictive Motion Planner (MPMP) of the Intelligent Autonomous Robotic Automobile (IARA). IARA is a fully autonomous car that uses a path planner to compute a path from its current position to the desired destination. Using this path, the current position, a goal in the path and a map, IARAs MPMP is able to compute smooth trajectories from its current position to the goal in less than 50 ms. MPMP computes the poses of these trajectories so that they follow the path closely and, at the same time, are at a safe distance from occasional obstacles. Our experiments have shown that MPMP is able to compute trajectories that follow precisely a path produced by a human driver (distance of 0.15m in average) while smoothly driving IARA at speeds of up to 32.4 km/h (9 m/s)

Proceedings of the NASA Conference on Space Telerobotics, volume 1

The theme of the Conference was man-machine collaboration in space. Topics addressed include: redundant manipulators; man-machine systems; telerobot architecture; remote sensing and planning; navigation; neural networks; fundamental AI research; and reasoning under uncertainty

Back Lane Marking Registry: uma abordagem de localização e seguimento de caminho por veículos autônomos em via sinalizada

Não consta

Technology 2003: The Fourth National Technology Transfer Conference and Exposition, volume 2

Proceedings from symposia of the Technology 2003 Conference and Exposition, Dec. 7-9, 1993, Anaheim, CA, are presented. Volume 2 features papers on artificial intelligence, CAD&E, computer hardware, computer software, information management, photonics, robotics, test and measurement, video and imaging, and virtual reality/simulation