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Instrumenta§£o de Tanque ee10016/seai/documents/technical/AF_v1.0...  3 Introdu§£o Processo Sistema

Nov 14, 2018

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vanhanh

  • Instrumentao de Tanque

    SEAI Equipa F 27 Janeiro de 2015

    Andr Oliveira Bernardo Silva

    Bruno Augusto Diana Neves

    Ftima Airosa Filipe Teixeira

    Flvio Amorim Henrique Pinto

    Miguel Morais Rui Xavier

  • 2

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    ndice

    Equipa e desafio

    Processo e Documentao

    Implementao do Sistema

    Concluses

  • 3

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Equipa

    Andr

    Oliveira

    Ftima

    Airosa

    Bernardo

    Silva

    Diana

    Neves

    Flvio

    Amorim

    Filipe

    Teixeira

    Henrique

    Pinto

    Bruno

    Augusto

    Gesto

    Miguel

    Morais

    Microeletrnica

    Robtica

    Rui

    Xavier

    Eletrnica

    Anbal

    Matos

    Orientador

    Bruno

    Ferreira

    Cliente

  • Instrumentao de tanques para testes de robtica aqutica.

    Este desafio foi dividido em 4 partes:

    Localizao de veculos superfcie;

    Localizao subaqutica de veculos;

    Emulaes aquticas;

    Sensorizao do tanque

    4

    Descrio do desafio

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 5

    Mtodo de sistemas de engenharia Aplicao dos conhecimentos tericos

    Diviso do projeto em mdulos

    Soluo orientada ao utilizador

    Reunies semanais com foco no constante melhoramento

    Processo de Engenharia

    Formao

    Formao da Equipa

    Especificao do problema

    Organizao Interna

    Planeamento

    Levantamento de requisitos

    Levantamento de tecnologias existentes

    Estabelecimento de metas

    Oramentao

    Implementao

    Trabalho de Laboratrio

    Implementao das solues projetadas

    Criao de documentao tcnica

    Testes de integrao

    Entrega

    Testesdemonstrativos

    Apresentao

    Concluso

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • Organizao da equipa

    Responsabilidades

    Estado da Arte

    Implementao 6

    Manual de Qualidade

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • Organizao da equipa

    Regras e procedimentos internos

    7

    Manual de Qualidade

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • Organizao da equipa

    Regras e procedimentos internos

    Avaliao

    8

    Manual de Qualidade

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Assiduidade (10% )

    Pontualidade (5%)

    Cumprimento de Prazos (25%)

    Cumprimento de Objetivos (35%)

    Trabalho de Equipa (25%)

  • Organizao da equipa

    Regras e procedimentos internos

    Avaliao

    Repositrio

    9

    Manual de Qualidade

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • Organizao da equipa

    Regras e procedimentos internos

    Avaliao

    Repositrio

    Ferramentas usadas

    10

    Manual de Qualidade

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 11

    Planeamento

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Longo prazo - Gantt

  • Curto prazo To-do List

    12

    Planeamento

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 13

    Estado da ArteSENSORIZAO

    Soluo para velocidade de fluxo: Mecnica (200 1.000 ) Acstica (1.500 10.000 ) Induo EM ( > 2.500 )

    Soluo para medio de foras: Dinammetro(s) Sensor Diferencial Clulas de Carga

    EMULAESSoluo em Habitat Natural (sistema fechado)

    Tnel de Cavitao Tanque de Reboque

    Simulao Computacional SolidWorks, Symscape,

    Fluido Equiparvel Tnel de vento

    LOCALIZAO SUBAQUTICATipos de soluo: tica

    Cmara + Processamento Acstica

    Short ou Ultra Short Baseline Eletromagntica

    Ondas EM

    LOCALIZAO SUPERFCIETipos de soluo: Eletromagntica

    RFID (A/P), UWB, Wi-Fi, Acstica

    Ultrassons tica

    Cmara + Processamento Campo Magntico

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 14

    Requisitos Sistema

    Possuir interface com o utilizador e um histrico

    Localizao de veculos superfcie e subaqutica

    Preciso mnima (por cada eixo): 10 cm

    Taxa de aquisio mnima: 1 Hz

    Emulaes

    Dever ser composto por motores DC

    Dever ser possvel aumentar/diminuir/anular a intensidade das perturbaes distncia.

    Sensorizao

    O sistema dever ser capaz de medir foras e fluxos de gua segundo os eixos das abcissas (x) e das ordenadas (y).

    Taxa de aquisio mnima de 1Hz

    Resoluo mnima: dcimas de unidade da grandeza.

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 15

    Conceito do Sistema

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 90%

    2%

    6%

    2%

    8%

    Custos estimados

    Recursos Humanos -Tcnicos

    Recursos Humanos -Orientao

    Material - Hardware

    Material - Software

    Custo total estimado

    27634,76

    16

    Oramento

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 17

    Anlise de Riscos

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 18

    Anlise de Riscos

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 19

    SBS (System breakdown structure)

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 20

    Sistema Implementado

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Localizao Superfcie

    Sensorizao

    Emulaes

    Localizao subaqutica

    Interface Central

  • Sistemas Baseados em Viso: Identificao de vrios objetos em simultneo

    Facilmente adaptvel a diferentes condies

    Monitorizao da rea

    Elevada preciso

    21

    Localizao Superfcie

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 22

    Loc. Superfcie Calibrao

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Permite adaptar o sistema a diferentes condies, definindo: Dimenses do tanque

    Parmetros da cmara e distoro da lente

    Limiares de deteo de tags

  • Detetar corretamente as tags dentro do tanque

    Determinar coordenadas no referencial do tanque

    23

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Loc. Superfcie Deteo de Tags

  • Detetar corretamente as tags dentro do tanque

    Determinar coordenadas no referencial do tanque

    24

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Loc. Superfcie Deteo de Tags

  • Detetar corretamente as tags dentro do tanque

    Determinar coordenadas no referencial do tanque

    25

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Loc. Superfcie Deteo de Tags

    (334, 72)

    (377, 136) (397, 94)

    (393, 53)

    Coordenadas (x, y) em centmetros

  • 26

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Loc. Superfcie Identificao de Tags

  • 27

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Loc. Superfcie Identificao de Tags

    ID 3

    ID 0

    ID 0

    Com base no nmero de buracos

    Por fim, envio de uma string bem estruturada com os resultados para a interface central por UDP.

    3:3,393,53:0,377,136:0,397,94

  • 28

    Sensorizao

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Ventoinha e Suporte

    man

    Sensor magntico (Melexis MLX90363)

    Arduino

  • 29

    Sensorizao Sensor Magntico

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    sensvel a variao de fluxo aplicada nas 3 componentes (Bx, By, Bz)

    O sensor magntico contm um registo de 8 bytes para a interface SPI.

  • 30

    Emulaes

    Tnel

    Brao

    Motores

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • Tnel

    31

    Emulaes Estrutura Mecnica I

    Suporte para os motores

    Estabilizao de fluxo

    Orientao de fluxo

    Suporte da estrutura

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • Brao

    32

    Emulaes Estrutura Mecnica II

    Mdulo de acoplamento de veculos

    Mdulo de rotao 360

    graus

    Modulo com angulo

    limitado

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 33

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Emulaes Estrutura Mecnica III

  • 34

    Emulao de correntes

    Motores CrustCrawler

    Controlador Hydra (RC)

    Calibrao obrigatria

    Arduino (onda PWM)

    Emulaes Motores

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 35

    Localizao Subaqutica

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Clculo das Distncia

    Estimao da posio

    Resultados

  • 36

    Localizao Subaqutica I

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Pergunta

    Resposta

    Mtodo I

    Mtodo II

  • Rotina:

    1. Configurao dos mdulos (3+1)

    2. Calculo das distncias

    3. Filtro de Kalman Extendido,estimando a posio (xyz)

    4. Envio da posio por UDP

    37

    Localizao Subaqutica II

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    1

    2

    3

    4

  • 38

    Interface Central

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 39

    Interface Central

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • Dificuldades tcnicas

    Mdulos acsticos (erro de 18cm);

    Qualidade da imagem;

    Programao Java;

    Algoritmo complexo para clculo de velocidade do fluxo;

    Dificuldades organizacionais

    Evoluo da equipa (comunicao e organizao);

    Processo de avaliao;

    Acesso ao laboratrio, testes de integrao;

    Falta de informao sobre datas e entregas; 40

    Dificuldades e Trabalho Futuro

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

  • 41

    Dificuldades e Trabalho Futuro

    ProcessoIntroduo Sistema Concluso

    Trabalho Futuro

    Passar do projeto da criao de fluxos para a implementao real

    Imposio de correntes laterais

    Calibrao da localizao subaqutica atravs da localizao superfcie;

    Usar processamento atravs de OpenCV em Java para no haver necessidade de Matlab;