Collision detection for UAVs using Event Cameras

This dissertation explores the use of event cameras for collision detection in unmanned aerial vehicles (UAVs). Traditional cameras have been widely used in UAVs for obstacle avoidance and navigation, but they suffer from high latency and low dynamic range. Event cameras, on the other hand, capture only the changes in the scene and can operate at high speeds with low latency. The goal of this research is to investigate the potential of event cameras in UAVs collision detection, which is crucial for safe operation in complex and dynamic environments. The dissertation presents a review of the current state of the art in the field and evaluates a developed algorithm for event-based collision detection for UAVs. The performance of the algorithm was tested through practical experiments in which 9 sequences of events were recorded using an event camera, depicting different scenarios with stationary and moving objects as obstacles. Simultaneously, inertial measurement unit (IMU) data was collected to provide additional information about the UAV’s movement. The recorded data was then processed using the proposed event-based collision detection algorithm for UAVs, which consists of four components: ego-motion compensation, normalized mean timestamp, morphological operations, and clustering. Firstly, the ego-motion component compensates for the UAV’s motion by estimating its rotational movement using the IMU data. Next, the normalized mean timestamp component calculates the mean timestamp of each event and normalizes it, helping to reduce the noise in the event data and improving the accuracy of collision detection. The morphological operations component applies mathematical operations such as erosion and dilation to the event data to remove small noise and enhance the edges of objects. Finally, the last component uses a clustering method called DBSCAN to group the events, allowing for the detection of objects and estimation of their positions. This step provides the final output of the collision detection algorithm, which can be used for obstacle avoidance and navigation in UAVs. The algorithm was evaluated based on its accuracy, latency, and computational efficiency. The findings demonstrate that event-based collision detection has the potential to be an effective and efficient method for detecting collisions in UAVs, with high accuracy and low latency. These results suggest that event cameras could be beneficial for enhancing the safety and dependability of UAVs in challenging situations. Moreover, the datasets and algorithm developed in this research are made publicly available, facilitating the evaluation and enhancement of the algorithm for specific applications. This approach could encourage collaboration among researchers and enable further comparisons and investigations.Esta dissertação explora o uso de câmeras de eventos para deteção de colisões em veículos aéreos não tripulados (UAVs). As câmeras tradicionais têm sido amplamente utilizadas em UAVs para evitar obstáculos, mas sofrem de alguns problemas como alta latência ou baixa faixa dinâmica. As câmeras de eventos, por outro lado, capturam apenas as alterações na cena e podem operar em alta velocidade com baixa latência. O objetivo desta pesquisa é investigar o potencial de câmeras de eventos na deteção de colisões em UAVs, o que é crucial para uma operação segura em ambientes complexos e dinâmicos. A dissertação apresenta uma revisão do estado atual da arte neste tema e avalia um algoritmo desenvolvido para deteção de colisões em UAVs baseado em eventos. O desempenho do algoritmo foi avaliado através de testes práticas em que foram registadas 9 sequências de eventos utilizando uma câmera de eventos, retratando diferentes cenários com objetos estacionários e em movimento. Simultaneamente, foram capturados dados da unidade de medida inercial (IMU) para fornecer informações adicionais sobre o movimento do UAV. Os dados registados foram então processados usando o algoritmo proposto de deteção de colisões, que consiste em quatro etapas: ego-motion compensation, normalized mean timestamp, operações morfológicas e clustering. Primeiramente, o ego-motion compensation compensa o movimento do UAV estimando o seu movimento rotacional usando os dados do IMU. Em seguida, o componente de normalized mean timestamp cálcula o timestamp médio de cada evento e normaliza-o, ajudando a reduzir o ruído nos dados de eventos e melhorando a precisão da deteção de colisões. A etapa de operações morfológicas aplica operações matemáticas como erosão e dilatação nos dados dos eventos para remover pequenos ruídos. Finalmente, a última etapa utiliza um método de clustering chamado DBSCAN para agrupar os eventos, permitindo a deteção de objetos e a estimativa das suas posições. Esta etapa fornece o output final do algoritmo de deteção de colisões, que pode ser usado para evitar obstáculos em UAVs. O algoritmo foi avaliado com base na sua precisão, latência e eficiência computacional. Os resultados demonstram que a deteção de colisões baseada em eventos tem o potencial de ser um método eficaz e eficiente para a deteção de colisões em UAVs, com alta precisão e baixa latência. Estes resultados sugerem que as câmeras de eventos poderiam ser benéficas para melhorar a segurança e a confiabilidade dos UAVs em situações desafiadoras. Além disso, os conjuntos de dados e o algoritmo desenvolvido nesta pesquisa estão disponíveis online, facilitando a avaliação e o aprimoramento do algoritmo para aplicações específicas. Esta abordagem pode incentivar a colaboração entre os investigadores da área e possibilitar mais comparações e investigações

Resistive switching RAM devices based on amorphous oxide semiconductors for system on panel applications

This work reports the mask design, fabrication and characterization of memristor devices with diode like electrical behavior at pristine state. It is due to the presence of Schottky junctions between Zinc-tin-oxide (ZTO) and platinum - Indium-galliumzinc- oxide (IGZO) and molybdenum oxide for two different Metal-Insulator-Metal (MIM) configurations. The devices were exclusively produced using physical vapor deposition processes without intentional heating. Typical advanced electrical analysis of ReRAM device was performed. The Pt-ZTO-TiAu devices showed pinched hysteresis properties with large Ron=of f ratio, fast switching which can be controlled in a digital SET and analog RESET operation. However, large device-to-device variations and stability are the main issues which is due to the processing. On the other hand, the Mo-IGZO-Mo devices showed a small Ron=of f ratio and only analog operation. There was a high yield and stability. However, using DC sweep for cycling led to a charging phenomenon. Using SET/RESET pulses, the devices sustain hundreds of cycles without deterioration or movement of the resistance states, showing great resilience and retention

Contact in Foster Care: Bridge or Collision between Two Worlds?

This study aims not only to analyze the contact in foster care in Portugal compared to results collected from other studies but also to define the implications of its practice so as to propose improvements to the child protection system. It involves 289 foster children from the District of Porto whose results were obtained from official records. Subsequently, this study discusses the insights and practical consequences, the importance of maintaining up-to-date information on the changes of the biological family, the need to improve specific skills in social workers, and how to overlook the negative results of visits regarding the advantages and risks of maintaining contact

A contribuição das infra-estruturas turísticas para o aumento da procura nos destinos

Os destinos turísticos têm vindo a sofrer uma crescente e competitiva concorrência que decorre não só da oferta de múltiplos e variados produtos, alguns muito semelhantes entre si, como também do facto de todos os turistas possuírem distintas e actuais informações (on line). As oportunidades criadas pelas companhias de Low Cost não só melhoraram as acessibilidades entre destinos como praticamente eliminaram as distâncias entre os mercados. Estas realidades não só redimensionaram a indústria do turismo como contribuíram para a irreversível globalização dos mercados provocando um aumento da competição entre as Nações. Criou-se assim a necessidade de se caminhar para a identificação das variáveis que concorrem e influenciam os turistas na escolha de um determinado destino em detrimento de um outro. Para o efeito aplicámos dois diferentes tipos de inquéritos a dois distintos tipos de segmentos de mercado, os praticantes de desportos de Inverno e os visitantes. Por praticantes entendemos serem todos os turistas que praticam e desenvolvem uma ou mais actividades desportivas relacionadas com os desportos de Inverno e que elegem os seus destinos de férias em função das atractividades existentes nesses locais. Assim, a quantidade, tipo e qualidade das infra-estruturas assumem enorme importância para o sucesso desses destinos turísticos. Os visitantes são todos os turistas que se deslocaram ao destino Região de Turismo da Serra da Estrela (RTSE), turismo de natureza, mas sem desenvolverem qualquer actividade desportiva ou interagirem com os meios ou infra-estruturas disponíveis nesses destinos. Os dados recolhidos permitiram-nos identificar e posteriormente evidenciar distintas realidades, especialmente, comportamentais. As grandes diferenças entre os referidos segmentos registaram-se quer nas atitudes face às questões ambientais quer ainda na dimensão da despesa efectuada no destino. A presente comunicação pretende também demonstrar a importância das infra-estruturas turísticas na criação e manutenção da sustentabilidade da procura e subsequente fixação das populações nas zonas de turismo de natureza

From rapid prototyping to building in real scale: methodologies for upscaling additive manufacturing in architecture

The manufacture of architectural components mediated by computer-controlled Additive Manufacturing (AM) technologies has highlighted several positive aspects of their application, namely by enabling customised design solutions and high-performance complex geometries. Taking into account the experience of the Advanced Ceramics R&D Lab, in the production of small- / medium- scale prototypes, this paper explores the main variables and constraints of the production of real-scale architectural components. This information points to a set of procedures that should be avoided and others that should be privileged, allowing to anticipate how AM can contribute for the achievement of high performance components on a large scale.This work has the financial support of the Project Lab2PT – Landscapes, Heritage and Territory laboratory – AUR/04509 and FCT through national founds and when applicable of the FEDER cofinancing, in the aim of the new partnership agreement PT2020 and COMPETE2020 – POCI 01 0145FEDER 007528

COVID-19 time series forecasting – twenty days ahead

Occupational exposure to cytotoxic agents has been recognized as a potential danger to the health of handlers. However, collective and individual protection equipment has been developed for use by professionals. This article aims to identify and describe the protection equipment applicable to a centralized unit of cytostatics preparation, using a qualitative and quantitative descriptive analysis. A questionnaire survey yielded 83 responses, covering 18 centralized cytostatic preparation units. The results show some weaknesses detected in some institutions such as the absence of a shower and eyewash fountain, the lack of knowledge about the procedures manual, and the use of a surgical mask. However, the results point to awareness by the general manipulators regarding the use of some personal protective equipment. This study contributes to the investigation of the use of equipment for the protection of cytostatic manipulators at work in centralized cytostatic preparation units.This work was supported by Fundação para a Ciência e Tecnologia within the Project Scope: UIDB/05757/2020.info:eu-repo/semantics/publishedVersio