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Instituições Académicas como Grelhas de Computação: Uma Arquitetura Baseada em Kubernetes para o Aproveitamento de Recursos em Repouso
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | |
| datacite.subject.sdg | 09:Indústria, Inovação e Infraestruturas | |
| dc.contributor.advisor | Bettencourt, Nuno Miguel Gomes | |
| dc.contributor.author | CARVALHO, GONÇALO RODRIGUES | |
| dc.date.accessioned | 2025-12-17T10:47:29Z | |
| dc.date.available | 2025-12-17T10:47:29Z | |
| dc.date.issued | 2025-10-31 | |
| dc.description.abstract | Ensuring safety in autonomous vehicles in complex traffic scenarios is arguably still one of the most important intelligent transport system challenges. Conventional perception systems that depend on sensors such as cameras, LiDAR, and radar are prone to line-of-sight-relevant constraints, adverse weather conditions, and occlusions that can impede threat detection in scenarios of blind turns or obstructed intersections. Vehicle-to-Everything (V2X) communication is also hailed as the hopeful add-on to enhance situational awareness outside vehicle sensor range, where cars may exchange position, velocity, brake, and intent data in real-time. This thesis investigates the application of V2X communication to enhance crash safety by developing a simulation infrastructure that integrates Unreal Engine 5 for photo-realistic scenario simulation and the eCAL middleware for lightweight, low-latency message passing. The infrastructure was developed to simulate cooperative perception for low-visibility scenarios, aiming to establish whether early communication introduces longer reaction times and allows for earlier pre-crash safety system activation, i.e., airbags. Even though the integration of a network simulator (OMNeT++) is incomplete as the compilers and toolchains are not compatible, the project has a simulated working environment using Unreal Engine 5 and ensures eCAL’s role in passing structured data using Protobuf. Experimental results indicate seamless communication between virtual vehicles with near-zero latency, which depicts the potential as well as the limitations of shared-memory communication without real-world network simulation. This parer results provide a clearer vision of the role played by V2X in complementing legacy perception systems on autonomous vehicles. They also herald the need for toolchain synchronizations and simulator compatibilities in follow-on efforts. While the framework is incomplete, it is structured to naturally generalize to more complicated scenarios, heterogeneous sensor fusion, and full real-time synchronization with network simulators. Lastly, this research confirms the standing of V2X as one of the foremost enablers of cooperative safety applications in the quest for safer autonomous driving. | eng |
| dc.description.abstract | Garantir a segurança em veículos autónomos em cenários de tráfego complexos ainda é, sem dúvida, um dos desafios mais importantes dos sistemas de transporte inteligentes. Os sistemas de perceção convencionais que dependem de sensores, como câmaras, LiDAR e radar, são propensos a restrições relacionadas com a linha de visão, condições meteorológicas adversas e oclusões que podem impedir a deteção de ameaças em cenários de curvas cegas ou cruzamentos obstruídos. A comunicação Vehicle-to-Everything (V2X) também é aclamada como um complemento promissor para melhorar a consciência situacional fora do alcance dos sensores do veículo, onde os carros podem trocar dados de posição, velocidade, travagem e intenção em tempo real. Esta tese investiga a aplicação da comunicação V2X para melhorar a segurança contra colisões, desenvolvendo uma infraestrutura de simulação que integra o Unreal Engine 5 para simulação de cenários fotorrealistas e o middleware eCAL para passagem de mensagens leve e de baixa latência. A infraestrutura foi desenvolvida para simular a perceção cooperativa para cenários de baixa visibilidade, com o objetivo de estabelecer se a comunicação precoce introduz tempos de reação mais longos e permite a ativação mais precoce do sistema de segurança pré-colisão, ou seja, os airbags. Embora a integração de um simulador de rede (OMNeT++) esteja incompleta, pois os compiladores e as cadeias de ferramentas não são compatíveis, o projeto tem um ambiente de trabalho simulado usando o Unreal Engine 5 e garante o funcionamento do eCAL na transmissão de dados estruturados usando o Protobuf. Os resultados experimentais indicam uma comunicação perfeita entre veículos virtuais com latência quase nula, o que mostra o potencial e as limitações da comunicação de memória partilhada sem simulação de rede no mundo real. Os resultados deste artigo fornecem uma visão mais clara do papel desempenhado pelo V2X no complemento dos sistemas de perceção legados em veículos autónomos. Eles também anunciam a necessidade de sincronizações de cadeias de ferramentas e compatibilidades de simuladores em esforços subsequentes. Embora a estrutura esteja incompleta, ela está estruturada para generalizar naturalmente para cenários mais complicados, fusão de sensores heterogéneos e sincronização em tempo real total com simuladores de rede. Por fim, esta pesquisa confirma a posição do V2X como um dos principais facilitadores de aplicações de segurança cooperativa na busca por uma condução autónoma mais segura. | por |
| dc.identifier.tid | 204067235 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/31235 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights.uri | N/A | |
| dc.subject | Microservices | |
| dc.subject | Kubernetes | |
| dc.subject | Opportunistic | |
| dc.subject | HTC | |
| dc.subject | Performance | |
| dc.title | Instituições Académicas como Grelhas de Computação: Uma Arquitetura Baseada em Kubernetes para o Aproveitamento de Recursos em Repouso | por |
| dc.title.alternative | Academic Institutions as Computing Grids: A Kubernetes-Based Architecture for Harnessing Idle Resources | eng |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Informática |