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https://hdl.handle.net/1822/65410
Título: | Sistema de reconhecimento de apito em ambientes ruidosos |
Autor(es): | Carvalho, Paulo Ricardo Neves |
Orientador(es): | Ribeiro, António Fernando |
Data: | Jun-2008 |
Resumo(s): | Num jogo de futebol robótico os robôs futebolistas normalmente recebem os
comandos do árbitro através de sistemas de comunicação sem fios. Contudo, um dos
objectivos que as equipas de futebol robótico possuem é de colocar os robôs a
interpretar directamente o apito do árbitro. Este documento descreve o desenvolvimento
de um sistema electrónico que faz esta tarefa, chamado Sistema de Reconhecimento de
Apito em Ambientes Ruidosos.
O Sistema de Reconhecimento de Apito em Ambientes Ruidosos tem como
principal objectivo reconhecer um apito, contudo existem outros objectivos que constam
no desenvolvimento do projecto, o sistema deve ter a máxima imunidade ao ruído
possível, deve ser pouco volumoso de modo a poder ser usado em qualquer tipo de robô
futebolista, deve também conseguir distinguir 2 apitos diferentes, e ser ajustável ao
apito e nível de ruído envolvente.
A solução para este sistema passa pelo uso de microcontroladores, onde se
adquire o sinal sonoro através de um Conversor Analógico-Digital (ADC) e se faz
determinado processamento verificando-se então se o sinal sonoro corresponde ao sinal
sonoro de um apito. Para fazer chegar o sinal sonoro à entrada do ADC, é necessário
transformar o sinal sonoro num sinal eléctrico, esta tarefa faz-se com um microfone e
respectivo pré-amplificador, estes elementos compõem o hardware do sistema.
O processamento de sinal para verificar se o sinal é de apito ou não, consiste em
calcular uma Transformada Rápida de Fourier (FFT) para se obter o espectro do sinal, e
consequentemente ter-se mais percepção sobre o mesmo. De seguida desenvolveu-se
para este sistema um algoritmo de percepção que analisa o espectro e devolve uma
decisão, apito ou não apito.
Para se poder ajustar o sistema ao apito e ao nível de ruído, o sistema possui 4
parâmetros ajustáveis. Para se ter uma boa percepção de como os parâmetros
influenciam a decisão criou-se um simulador de parâmetros e criou-se também um
software de interface com a porta série, para o microcontrolador enviar uma amostra do
espectro para o PC, dando ao utilizador do sistema uma boa percepção do espectro que
se pretende reconhecer. In a robotic football game, the robots receive the referee commands through a wireless communication system. However, there is a growing interest in perceiving a traditional referee whistle directly. This work describes the development of such an electronic system, called Whistle Recognition System in Noise Environments. The Whistle Recognition System in Noise Environments has as main objective not just perceiving a whistle, but also to be as immune as possible to noise, being small so that it can be used in any robot, being able to distinguish two different whistles, and easily adjustable to different whistles and level of surrounding noise. The solution requires the use of a microcontroller, which is used to acquire the signal through an Analog to Digital Converter (ADC) and to processe it in order to check whether the signal is from a whistle or not. In order to get the signal to the ADC input, it is necessary to transform the sound signal in an electrical signal, which is achieved through a microphone and its pre-amplifier, being these elements the hardware of the system. The necessary signal processing consists of calculating a Fast Fourier Transform (FFT) to obtain the signal spectrum, and therefore to have more understanding of the same signal. Then, a perception algorithm was developed for this system, which analyzes the spectrum and returns a decision, whistle or not whistle. In order to adjust the system to a specific whistle and to a certain level of noise, the system has 4 adjustable parameters. To have a good understanding of the parameters influence, a parameters simulator was developed as well as software for interfacing with the serial port. The microcontroller sends a spectrum sample to the PC, giving the system operator a good understanding of the spectrum to be recognized. |
Tipo: | Dissertação de mestrado |
Descrição: | Dissertação submetida à Universidade do Minho para obtenção do grau de Mestre em Electrónica Industrial e Computadores |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/65410 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | BUM - Dissertações de Mestrado DEI - Dissertações de mestrado |
Ficheiros deste registo:
Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
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