ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Permanent URI for this collection
1. Telecomunicações -
O Instituto Superior de Engenharia do Porto possui um longo historial de formação de profissionais conceituados nas áreas de Telecomunicações, constituindo-se como uma das Escolas de referência tanto na sua área geográfica de influência como a nível nacional. Os profissionais formados pelo ISEP são frequentemente procurados pelos principais operadores de telecomunicações e empresas de serviços de comunicação.
A área de especialização em “Telecomunicações” do Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores permite dar continuidade a esta tradição, através de uma oferta actualizada de competências chave em áreas tecnológicas de topo. Os profissionais formados nesta área de especialização ficam habilitados a satisfazer as necessidades de pessoal qualificado por parte do tecido empresarial cujo crescimento é ainda expectável.
2. Automação e Sistemas -
Esta área de especialização corresponde a um perfil de formação com forte tradição no ISEP e com grande ligação às entidades empregadoras. Caracteriza-se por ser uma especialização balanceada entre as abordagens teóricas características da área de Sistemas e as abordagens tecnológicas oriundas das áreas da Automação e Robótica.
A rápida evolução dos sistemas computacionais e a sua integração nas mais diversas actividades são um dos principais motores da renovação industrial, originando uma generalização e aprofundamento dos conceitos técnicos e científicos oriundos da automação. A formação proposta é de espectro largo e tem por suporte um longo historial de ensino/aprendizagem na área dos sistemas e da automação.
3. Sistemas e Planeamento Industrial -
A área de especialização em “Sistemas e Planeamento Industrial” pretende responder às solicitações identificadas no domínio do Planeamento Industrial nos últimos anos. De facto, tem havido uma preocupação crescente na criação de formação pós-graduada que alia formação de cariz tecnológico, com conhecimentos em Gestão e Métodos Quantitativos de apoio à tomada de decisão. Aliada a essa preocupação, a procura crescente de informação actualizada, em tempo real, e consequente extracção de conhecimento, são necessidades transversais a todas as áreas de Engenharia, nomeadamente à Engenharia Electrotécnica.
4. Sistemas Autónomos -
Esta área de especialização reforça a interacção quer com os grupos de I&D quer com as empresas, não só pela sua organização curricular, que promove em várias etapas do processo de formação o contacto do aluno com estas entidades, mas sobretudo pela metodologia de ensino que molda a estrutura de competências obtidas em torno da capacidade de resolução de problemas. Complementarmente, esta área e os seus conteúdos curriculares surgem como uma das prioridades fundamentais no desenvolvimento da oferta de formação superior pós-graduada para um conjunto de empresas de diferentes áreas de especialização.
Browse
Recent Submissions
- Correção de fator de potência com retificadores boost PWMPublication . Sousa, Tiago João da Costa; Chibante, Rui Filipe MarquesO crescente desafio da necessidade de maiores potências e elevada eficiência nas fontes de alimentação dos dispositivos e o compromisso de manter regulado o valor dos harmónicos da rede de alimentação dentro das normas, levou à pesquisa e implementação de classe específica de retificadores com controlo de fator de potência, que se caracterizam por não apresentar ponte de díodos completa (bridgeless). Assim, foi efetuado um levantamento do estado da arte neste domínio, do qual resultou no estudo teórico e posterior simulação das duas tipologias consideradas mais promissoras, o retificador Bridgeless Totem-Pole e o Semibridgeless dual boost. Nestas tipologias, foram também estudadas diferentes estratégias de controlo. No sentido de confirmar experimentalmente os resultados teóricos e de simulação, foi implementado um protótipo da Semi-bridgless dual boost a trabalhar em modo de Continuous Conduction Mode (CCM), com controlo em malha aberta. A técnica de controlo usada é o Sine Pulse Width Modulation (SPWM), implementada de forma digital com um microcontrolador. Foi também desenvolvida uma interface gráfica, através da ferramenta Micrium, que permite ao utilizador interagir e visualizar variáveis do conversor de potência. De acordo com o dimensionamento efetuado considerando diferentes cenários de carga, foi possível atingir como melhor resultado um Fator de Potência (FP) máximo de 98%.
- Controlo de sistema de produção de energia renovávelPublication . Silva, Telmo Alexandre Morais; Jesus, Isabel Maria de Sousa deCom o intuito de responder aos desafios de sustentabilidade e autonomia energética que ganham cada vez mais relevância, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e analisar uma microrrede autónoma e eficiente para gestão e otimização de recursos energéticos em sistemas residenciais. A microrrede projetada visa reduzir a dependência da rede elétrica convencional, explorando uma combinação de energia solar, armazenamento em baterias e controle inteligente. Para esse fim, implementou-se um controlador lógico fuzzy, encarregado de gerir dinamicamente o fluxo energético entre as fontes disponíveis e a demanda de uma residência. Para avaliar o desempenho da microrrede, foram conduzidos seis cenários de simulação que replicam diferentes condições climáticas ao longo do ano. Estes cenários foram projetados para testar a resposta do sistema em curtos e longos períodos de tempo, analisando a capacidade de resposta do controlador face a variações de irradiância e temperatura. Os resultados demonstraram que a microrrede desenvolvida foi capaz de ajustar a utilização dos recursos energéticos de forma eficiente e sustentável em todos os cenários, minimizando a dependência da rede elétrica e maximizando a utilização da energia solar e da bateria. Nos cenários de curta duração, a produção solar permitiu que a bateria fosse mantida num estado de carga ideal, promovendo a autonomia energética. Em cenários de baixa irradiância e elevada demanda, verificou-se uma maior dependência da rede elétrica, mas o sistema foi ainda assim capaz de manter uma gestão equilibrada. Conclui-se que o controlador fuzzy desempenha um papel essencial na operação da microrrede, ajustando de forma eficaz a utilização de recursos energéticos, especialmente em períodos de produção solar reduzida. Com base nestes resultados, a implementação de microrredes com controladores inteligentes como o controlador fuzzy mostra-se promissora, contribuindo para a sustentabilidade e autonomia energética em sistemas de energia renovável.
- Acoustic characterization and detection of lost fishing gearPublication . Oliveira, Rui Filipe Martins de; Silva, Eduardo Alexandre Pereira daThe exploration and use of the oceans have led to an increase in the number of objects and equipment left behind on the seafloor, including abandoned fishing nets, known as "ghost nets," and other lost items. These marine debris pose significant environmental threats, affecting underwater ecosystems, navigation, and even human life. Ghost Nets, in particular, continue to trap and kill marine life indiscriminately, contributing to the degradation of marine habitats and a decrease in biodiversity. Moreover, they can also hinder underwater exploration efforts by entangling and damaging submersible drones. This thesis investigates methods and technologies for detecting and identifying abandoned fishing nets and other lost objects on the seafloor. The study evaluates different sonar systems and other underwater detection methods, as well as image processing techniques, particularly in their application to unmanned underwater vehicles (AUVs) and unmanned surface vehicles (USVs). By combining multiple systems and sensors, the aim is to improve detection accuracy and object identification. Laboratory and real-world tests in open sea environments were conducted to validate the effectiveness of the proposed solutions. The research also explores the challenges associated with sonar detection in shallow waters, including issues related to the acoustic Backscatter from the seafloor and the limitations of current sonar technologies in accurately identifying mid-water targets. Through this investigation, the thesis aims to contribute to developing advanced technological solutions that can be used in ocean cleanup operations and preserving marine ecosystems, promoting the sustainability of marine resources for future generations.
- Ligação dos sensores de um motor diesel náutico a uma rede de dados NMEA 2000Publication . Valente, Rogério Mendes; Flores, António Manuel Luzano de QuadrosEste trabalho visa a integração dos sensores náuticos do veleiro “Portucale”, pertencente à Associação de Navegadores Oceânicos, com a norma NMEA 2000®, amplamente utilizada na náutica de recreio. A implementação desta norma permitirá gerir os sinais dos sensores do motor diesel e outros equipamentos a bordo, muitos dos quais operam com normas desatualizadas. Foi realizado um estudo aprofundado das normas NMEA 0183® e NMEA 2000®, com foco na unificação dos sistemas de comunicação para melhorar a interoperabilidade e eficiência dos sistemas de navegação. Para tal, foram desenvolvidas soluções de configuração de rede mais tecno-económicas, ajustadas às necessidades de embarcações de recreio. Com base na solução selecionada, elaborou-se um projeto conceptual, que incluiu a análise das principais características dos sistemas de navegação integrados, assim como a avaliação dos sinais provenientes de diversos equipamentos náuticos. A implementação foi faseada, com uma primeira etapa dedicada aos testes a bordo dos equipamentos compatíveis e uma segunda fase, em laboratório, onde se simulou a rede e os sensores do motor.
- Resource management system for optimizing production efficiency in the wine sectorPublication . Branquinho , Rodrigo Manuel Ferreira; Ramos, Sérgio Filipe CarvalhoBeing agriculture an essential activity sector for the survival and prosperity of humanity, it is fundamental to use sustainable technologies in this field. With this in mind, statistical data is analyzed regarding the food price rise and sustainable development indicators. It is determined that one of the main factors that influences agriculture’s success is the soil’s characteristics, namely in terms of moisture and nutrients. In this regard, irrigation processes have become indispensable, and their technological management brings countless economic advantages. Like other branches of agriculture, the wine sector needs an adequate concentration of nutrients and moisture in the soil to provide the most efficient results. Given these facts, the use of renewable energies is an important aspect of this study, which also synthesizes the main irrigation methods and examines the importance of evaluating the evapotranspiration of crops. Furthermore, the control of irrigation processes and the implementation of resource management models are of utmost importance to allow maximum efficiency and sustainability in this field. However, there is a lack of a resource management model that maximizes production efficiency with the largest number of compatible technologies. Therefore, a modular intelligent system is developed, which utilizes data obtained from multiple sources, such as weather conditions, renewable energy and electricity markets. Divided into four key modules, the first module embraces data diversity as an important factor, so the system can adapt to multiple inputs and user definitions. The second module is responsible for determining vineyard water losses through evapotranspiration, and the third one calculates the water requirements for irrigation purposes. The last module uses a supervised machine learning algorithm to achieve optimal energy consumption information. To validate and analyse the model performance, multiple results are provided, considering various realistic scenarios. By adapting the system to a specific vineyard, vital data is acquired and farms can make informed decisions, specially regarding energy and water resources. With a good design and positive results, the system enables a boost in the environmental sustainability of the wine sector operations and enhances productivity of vineyards.
- Road intersection estimationPublication . Costa, Pedro Miguel Marques; Ramos, Carlos Fernando da SilvaIn this work, road intersection estimation problem is addressed. In autonomous driving, safety is one of the most important concerns. Intersections cannot be neglected. According to the United States department of transportation, around one-quarter of traffic fatalities and about one-half of all traffic injuries are attributed to intersections. Until now, many works detect it indirectly by detecting road markings, road signs, traffic lights and Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) maps information. Intersections can be considered as a background object. Background has been oversight in most of the object detection researches that focus on foreground objects. The approach used, leverages camera and Light Detection and Ranging (LiDAR) sensors’ information to predict the existence and distance to an intersection, more specifically its entry and exit. In fact, intersection’s limits are subjective. The goal is the detection of a zone described as non-stopping area. Its entry is the most important information. It is defined as last safe stop location before the intersection and highly important to make a velocity adjustment of the vehicle in such a way that the car stop in a safe position while slowing down with comfort. A novel dataset was created due to no previous found dataset with the desired labels. Deep learning Convolution Neural Network (CNN) architectures are implemented making use of Bird’s Eye View (BEV) transformations. The proposed architecture comprise sensor fusion approaches, but tests were performed to evaluate the performance of each one independently. Results achieved proved that it is possible to detect intersections with the sensors and methods proposed. Both sensors’ backbones proved to be able to detect intersections. Anyway, LiDAR gets better performance than image camera approach. The fusion of both sensors revealed to be the best solution, taking advantage of both sensors’ complementary information. Simple intersections with good visibility achieved the best score while some complex intersections as the case of plural junctions, revealed to be more challenging.
- Monitorização remota com sensores comuns na indústria químicaPublication . Aleixo, Pedro Miguel Godinho; Marques, António Avelino AmorimCom o avanço tecnológico, a monitorização remota de dados de fábrica na indústria, apresenta um interesse enorme para as empresas e para o funcionamento dos processos. As várias ferramentas de monitorização, permitem maximizar os processos de campo e a segurança do local de trabalho, através da aquisição de dados de fábrica para sistemas de visualização, permitindo ao utilizador tomar decisões e medidas de controlo. A ideia deste projeto, surgiu da necessidade de integrar tecnologias baseadas em Internet of Things (IoT), de forma a monitorizar informação considerada não crítica para os processos químicos da empresa, como o estado ambiental das salas de racks dos servidores, salas estas, que constituem os equipamentos essenciais para a monitorização e controlo dos processos da empresa. Estas tecnologias acarretam um custo e uma manutenção reduzida dos equipamentos, comparado com os sistemas utilizados neste tipo de indústrias, proporcionando assim, a integração de tecnologia IoT, na área de automação e controlo industrial. O presente relatório apresenta o estudo de diferentes sistemas IoT, a aquisição de dados através de comunicação sem fio, e a monitorização da informação pretendida, por meio de uma ferramenta de monitorização desenvolvida. As condições destas salas tendem a ser visualizadas numa interface intuitiva, com o objetivo do utilizador compreender a informação disponibilizada. Os objetivos do projeto, visam melhorar os sistemas de monitorização com a integração desta tecnologia na infraestrutura Operational technology (OT), pretendendo assim obter resultados esperados das condições ambientais, numa rede independente do sistema de monitorização e controlo utilizado atualmente. Este sistema permite expandir facilmente, a arquitetura dos sistemas de monitorização da fábrica.
- Sistema automatizado de teste de continuidade elétricaPublication . Costa, Pedro Miguel Barbosa da; Mamede, Jorge Botelho da CostaNa fase de produção das indústrias, existe a necessidade de validar o correto funcionamento de um dado produto, de forma a verificar que este está a operar como previsto. A verificação da continuidade elétrica é fundamental para que se confirme a integridade do produto final. A motivação deste projeto recai na vontade da empresa possuir um sistema capaz de efetuar testes de continuidade automatizados, visto que, até à atualidade, este procedimento tem sido realizado com recurso a multímetro, sendo propício a erros humanos e demora um tempo considerável na validação da cablagem. Este projeto foca-se no desenvolvimento de um sistema automatizado capaz de efetuar testes de continuidade na cablagem e validar o funcionamento dos sensores presentes na máquina da empresa, o microdatacenter. No desenvolvimento do sistema responsável por efetuar o teste de continuidade automatizado, recorreu-se a componentes de baixo custo financeiro como microcontrolador e multiplexers. O sistema rapidamente verifica as conexões elétricas das diferentes zonas da máquina e o resultado do teste de continuidade é apresentado numa Graphical User Interface (GUI), permitindo ao operador verificar em tempo real a continuidade da cablagem testada e retificar eventuais erros detetados. Para além do teste de continuidade, o presente projeto, recorrendo à interface gráfica, também é capaz de efetuar leituras de dados provenientes de sensores baseados em Modbus e SNMP. A leitura de dados é crucial para verificar o correto funcionamento de diversos sensores presentes na máquina. Se o teste de continuidade validar a integridade da cablagem mas os dados dos sensores não são lidos, o sistema notifica uma potencial falha no equipamento, ajudando o operador a identificar e substituir o sensor danificado. As principais vantagens deste sistema, são a velocidade, fiabilidade e baixo custo financeiro do sistema desenvolvido. O impacto deste projeto é consideravelmente significativo para a empresa, uma vez que esta ferramenta ao ser utilizada pelos operadores diminui erros humanos e tempo de verificação da cablagem, aumentando a velocidade de produção e consequentemente produzindo mais máquinas em menos tempo.
- Analysing the impact of emerging backbones on generalization of video anomaly detection modelsPublication . Silva, Paulo Miguel Borges; Carvalho, Pedro Miguel Machado SoaresVideo anomaly detection plays a crucial role in intelligent surveillance systems, where it is essential to identify events that deviate from normal behaviour. These systems offer several advantages such as real-time monitoring that allows immediate response to security threats, scalability to process large volumes of data across different environments and it ensures anomalies are detected without being influenced by human error or human corruption, highly affected in areas like public spaces and prisons. A significant challenge consists in achieving strong Out-of-Distribution generalization, which ensures models perform effectively on unseen data. This dissertation investigates the impact of emerging backbone architectures and advanced learning techniques on the performance of the models, with a focus on improving their ability to generalize across varied and complex real-world scenarios. The study offers a comprehensive comparison of backbone architectures, ranging from traditional to cutting-edge, for the task of anomaly detection. Additionally, it examines the potential of Self-Supervised Learning methods to overcome the limitations of conventional supervised approaches, particularly in improving generalization across diverse datasets. On the other hand, recent literature on Semi-Supervised models indicates that novel backbones do not show significant improvements. However, leveraging One-Class Classification methods may offer better generalization. The findings reveal that multi-modal self-supervised backbones, such as Contrastive Language-Image Pretraining, demonstrate strong performance in anomaly detection even performing novelty detection, however single-modal techniques like Self-Distillation with No Labels are highly sensitive to scenario conditions. Hybrid architectures like NextViT exhibit limited advancements over existing solutions. Additionally, One-Class Classification methods have proven to be effective in controlled environments with minimal variations, offering a simpler and more robust alternative to complex approaches and backbones.
- Human-robotic manipulator's electromechanical interfacePublication . Silva, Miguel Pedro Reis Ramos Rocha e; Silva, Manuel Fernando dos SantosLimb impairments, particularly among stroke survivors, often become permanent without adequate therapy. Physiotherapy plays a crucial role in rehabilitation, but it can be physically demanding for therapists. Robot-assisted therapy offers more intensive and consistent treatment, but selecting the right equipment is critical for patient safety. In the context of robotic manipulators, the Human-Machine Interface (HMI) plays a crucial role in enabling effective interaction between the human and the robotic system. This project focuses on designing a novel electromechanical interface that connects the patient’s upper limb to the UR5 manipulator from Universal Robots, ensuring accurate movement during rehabilitation exercises. To validate this interface across various arm dimensions, its performance was analyzed based on its comfort to the user, task performance and accuracy across individuals with different physical characteristics.