Dissertação

Radiological monitor for mobile robots operating in scenarios with nuclear threats EVALUATED

O desenvolvimento das capacidades de sistemas autónomos torna possível a automação de missões de inspeção e de monitorização, que são especialmente relevantes em situações envolvendo ameaças químicas, biológicas, radiológicas e nucleares, denominadas CBRN. A capacidade para utilizar agentes autónomos nestas situações pode manter os humanos fora de perigo. Esta dissertação propõe um algoritmo de planeamento de caminhos informativos como solução para gerar eficientemente mapas de grandezas escalares, motivado por aplicações em missões de inspeção radiológica. A solução proposta é baseada em conceitos de teoria de informação, processos gaussianos e parametrização de caminhos com B-splines, o que permite executar otimização e planeamento em espaço contínuo. O algoritmo equilibra a exploração de regiões do espaço de trabalho que não foram observadas com a exploração mais detalhada de hotspots, que são considerados interessantes no contexto deste trabalho. Este equilíbrio é alcançado treinando um processo gaussiano no conjunto de observações adquiridas e maximizando a utilidade de observações futuras. O desempenho do algoritmo desenvolvido é avaliado num ambiente simulado que contém várias fontes radioativas e é comparado com os resultados obtidos com um caminho boustrophedon e com um caminho resultante de movimento Browniano. Adicionalmente, foi implementado um algoritmo para estimar parâmetros de fontes radioativas, demonstrando que a solução proposta aumenta a precisão das posições estimadas das fontes. O algoritmo de planeamento de caminhos pode ainda ser adaptado para lidar com ameaças CBRN, tornando possível a inspeção de campos escalares de outros tipos, como por exemplo a concentração de poluentes atmosféricos.
Planeamento de caminhos, Planeamento adaptativo, Cobertura de área, Monitorização radiológica, Sensores, Veículos autónomos

Novembro 14, 2019, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Alberto Manuel Martinho Vale

Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN)

Investigador