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dc.creatorSouza, Rafael Monteiro Jorge Alves de-
dc.date.accessioned2022-09-21T14:45:49Z-
dc.date.available2022-09-21T14:45:49Z-
dc.date.issued2022-08-26-
dc.identifier.citationSOUZA, Rafael Monteiro Jorge Alves de. Sistema de identificação de fonte de gás utilizando nanoquadricóptero. 2022, 80f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.496pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36129-
dc.description.abstractSolutions to the odor source localization problem are necessary to allow accomplishment of several tasks such as environmental gas leakage searching, air quality monitoring and indoor detection of dangerous gas, thus allowing to increase safety and prevent accidents in environments where hazardous gases are handle. In this sense, the use of aircraft in this task brings agility, safety and efficiency, contributing to the development of Industry 4.0. The solution presented in this work makes use of an odor source localization strategy by gas distribution mapping approach in a three-dimensional environment using a Crazyflie 2.0 nano quadcopter. The mapping is constructed from a probability density function by Gaussian kernel, which acts over characteristics extracted from the air quality signal of an on-board SGP30 sensor and produces a continuous map, without the need for segmentation of the workspace. The source position declaration subtask is evaluated through different strategies involving artificial neural networks and machine learning techniques. The results show that the proposed algorithm is capable of making accurate estimates of the odor source location with estimation errors means close to 0.46 m in an environment of approximately 15 m3. The algorithm has the possibility of scalability by incorporation other aircraft and thus explore indoor environments with higher volumes.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectLocalização de fonte de odorpt_BR
dc.subjectOdor source localizationpt_BR
dc.subjectmapeamento de distribuição de gáspt_BR
dc.subjectGas distribution mappingpt_BR
dc.subjectquadricópteropt_BR
dc.subjectquadcopterpt_BR
dc.subjectredes neurais artificiaispt_BR
dc.subjectartificial neural networkpt_BR
dc.subjectaprendizagem de máquinapt_BR
dc.subjectmachine learningpt_BR
dc.subjectestimação de densidade de probabilidadept_BR
dc.subjectprobability density estimationpt_BR
dc.subjectCrazyflie 2.0pt_BR
dc.subjectCrazyflie 2.0pt_BR
dc.titleSistema de identificação de fonte de gás utilizando nanoquadricópteropt_BR
dc.title.alternativeGas source identification system using nanoquadricopterpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Lopes, Luís Cláudio Oliveira-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9971842873202479pt_BR
dc.contributor.advisor1Morais, Aniel Silva de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8844251698422960pt_BR
dc.contributor.referee1Ramos, Daniel Costa-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5562358915665822pt_BR
dc.contributor.referee2Fernandes Júnior, Renato Ferreira-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0072425749854092pt_BR
dc.contributor.referee3Mattioli, Aline Fernanda Bianco-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6980876459992932pt_BR
dc.contributor.referee4Avelar, Henrique José-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5829897480786768pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4126569419786141pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoSoluções para o problema de detecção de fonte de odor são necessárias para permitir a realização de diversas tarefas como busca por vazamentos ambientais de gás, monitoramento da qualidade do ar e detecção de presença de gás tóxico em ambientes internos, permitindo, assim, aumentar a segurança e prevenir acidentes em ambientes com presença de gases perigosos. Neste sentido, a utilização de aeronaves nesta tarefa agrega agilidade, segurança e eficiência, contribuindo no desenvolvimento da Indústria 4.0. A solução presente neste trabalho faz uso de uma estratégia de busca pela fonte de odor utilizando a abordagem do mapeamento da distribuição de gás em um ambiente tridimensional utilizando um nanoquadricóptero do modelo Crazyflie 2.0. O mapeamento é viabilizado a partir de uma função de densidade de probabilidade por kernel gaussiano, a qual atua sobre as leituras de características extraídas do sinal de qualidade do ar de um sensor SGP30 embarcado e produz um mapa contínuo, sem haver necessidade de segmentação do ambiente. A subtarefa de declaração da posição da fonte é avaliada através de diferentes estratégias envolvendo redes neurais artificiais e técnicas de aprendizagem de máquina. Os resultados apontam que o algoritmo proposto é capaz de realizar estimativas precisas sobre a localização da fonte com erros de estimação com média próxima a 0,46 m em um ambiente de aproximadamente 15 m3. O algoritmo possui a possibilidade de escalabilidade para incorporar outras aeronaves e explorar ambientes internos com maiores volumes.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.sizeorduration80pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.496pt_BR
dc.orcid.putcode119468011-
dc.crossref.doibatchidf361ba93-2451-4043-8c32-8654f60c1bd6-
dc.subject.autorizadoEngenharia Elétricapt_BR
dc.subject.autorizadoAr - Controle de qualidadept_BR
dc.subject.autorizadoPredator (Drone)pt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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