Fundamentos de robótica

Lab de brilho e luminância — exposição, gama e recorte

Compare exposição linear e ajustes de cinza codificado com imagens sintéticas, histogramas e gradientes.

Hands-on · 2 min de leitura

Laboratório de extração de pontos — comparar Harris e Shi–Tomasi

Gire, redimensione e altere o brilho de imagens sintéticas para comparar cantos detectados com posições de referência conhecidas.

Hands-on · 2 min de leitura

Laboratório de correspondências — filtros, inliers e verdade conhecida

Compare patches e filtre correspondências para entender por que concordância geométrica não garante um pareamento correto.

Hands-on · 2 min de leitura

Lab de fluxo óptico: acompanhar movimento entre duas imagens

Estime o deslocamento de pontos e compare com uma transformação sintética conhecida. Explore brilho, oclusão e o problema de abertura.

Hands-on · 2 min de leitura Engenharia de controle September 22, 2026 Lab

Laboratório MPC — resolva novamente uma sequência de curvatura dentro de um horizonte e dos limites de direção

Altere o horizonte, os pesos e o limite de direção, e compare as trajetórias previstas, a convergência do solucionador e o tratamento de falhas no seu navegador.

Hands-on · 4 min de leitura Engenharia de controle September 22, 2026 Lab

Laboratório de comparação de rastreamento de trajetória — execute PP, APP, RPP, Stanley e MPC sob as mesmas condições

Execute cinco rastreadores juntos em um único veículo, trajetória, estado inicial e limite de direção, e compare o erro de trajetória cruzada, a suavidade e a conclusão com definições de métricas compartilhadas.

Hands-on · 3 min de leitura Engenharia de controle September 21, 2026 Lab

Laboratório Adaptive Pure Pursuit — escale a antecipação com a velocidade

Compare a antecipação escalada por velocidade com o PP, incluindo aceleração e limites mínimo/máximo.

Hands-on · 4 min de leitura Engenharia de controle September 21, 2026 Lab

Laboratório Pure Pursuit — compare o rastreamento de trajetória com antecipação fixa

Altere a distância de antecipação fixa e inspecione o erro de rastreamento, a direção e os alvos em um modelo de veículo compartilhado.

Hands-on · 4 min de leitura Engenharia de controle September 21, 2026 Lab

Laboratório Regulated Pure Pursuit — velocidade em curvas e perto do destino

Separe a antecipação da regulação de velocidade e compare limites de curvatura, pisos de velocidade, aproximação final e velocidade real do veículo.

Hands-on · 5 min de leitura Engenharia de controle September 21, 2026 Lab

Laboratório Stanley — direção a partir do erro de trajetória cruzada e de rumo no eixo dianteiro

Separe os erros do eixo dianteiro e traseiro e compare os ganhos, a velocidade e as restrições de direção no seu navegador.

Visão computacional September 13, 2026

Estimativa de Profundidade Monocular — Da Ordem Relativa à Distância Métrica

Um guia básico sobre profundidade monocular: profundidade relativa versus métrica, ambiguidade de escala, protocolos de avaliação e condições de falha.

Guia de aprendizagem · 3 min de leitura

Visão computacional September 13, 2026

Neural 3D — Síntese de Novas Perspectivas e Avaliação Visual/Geométrica Separada

Uma introdução às representações neurais de cenas, síntese de novas perspectivas, perspectivas mantidas fora do campo de visão e avaliação visual e geométrica separada.

Guia de aprendizagem · 3 min de leitura

Engenharia de controle September 8, 2026 Lab

Executar um filtro de Kalman em Python: ruído, dados faltantes e outliers

Comparar Q, R e detecção de outliers em uma trajetória sintética usando estimação. error and rejected observations.

Hands-on · 4 min de leitura

Por que o ICP falha: inicialização, valores discrepantes e geometria simétrica.

Execute o registro 2D e distinga resíduos, cobertura de correspondência e true pose error.

Nav2 tem um caminho, mas não se move: um fluxo de trabalho de diagnóstico.

Inspecionar geometria, mapas de custos, viabilidade de controle e entrega de comandos para explicar a stopped robot.

Hands-on · 5 min de leitura

Transformações de coordenadas de robôs: matrizes, quatérnios e TF

Use um exemplo numérico para conectar rotação, translação e transformações inversas. quaternions and ROS frames.

Fundamentals · 3 min de leitura

Engenharia de controle September 7, 2026 Lab

Reproduza falhas do robô com rosbag2: entradas, TF e tempo.

Crie comparações de replay controladas e diagnostique publicadores TF duplicados. and mixed time sources.

Hands-on · 5 min de leitura

Experimente com PID em Python — ganhos, atraso e saturação

Reproduza como o atraso de medição, os limites do atuador e o enrolamento integral mudam. PID tracking on the same second-order model.

Guia básico de rastreamento de recursos — Como evitar a perda do mesmo ponto entre quadros

O rastreamento de características é o processo de encontrar o mesmo ponto físico em diferentes quadros de uma sequência de vídeo. Este artigo organiza o rastreamento de modelos, o fluxo óptico de Lucas-Kanade, a correspondência de descritores, o RANSAC, a rejeição de outliers e a predição de Kalman com equações e etapas de implementação, e explica as condições em que a Odometria Visual e o SLAM falham, juntamente com possíveis medidas de mitigação.

Guia básico de fechamento de loop — Corrigindo a deriva de um sistema SLAM de uma só vez, em todo o loop.

O fechamento de loop é o processo de reconhecer que um robô retornou a um local previamente visitado e distribuir o erro de autolocalização acumulado por todo o mapa. Este artigo explica sistematicamente o reconhecimento de lugares, a recuperação de imagens, a verificação geométrica, a otimização do grafo de poses, as defesas contra falsos positivos e as implementações e pesquisas atuais em SLAM.

Introdução ao Fluxo Óptico — Lendo Velocidade e Estrutura a partir do Movimento da Imagem

O fluxo óptico é um campo vetorial que descreve a direção do movimento de cada pixel em uma sequência de imagens. Este artigo aborda a restrição de constância de brilho, as relações de Lucas-Kanade e Horn-Schunck, pirâmides, fluxo denso versus rastreamento de características esparsas, métodos baseados em aprendizado como o RAFT, movimento da câmera, objetos dinâmicos e metodologia de avaliação, juntamente com os fundamentos matemáticos.

Guia PnP — Recuperando a pose da câmera a partir de apenas pontos 3D e uma imagem

Perspective-n-Point (PnP) é o problema geométrico de estimar a posição e a orientação de uma câmera a partir de pontos 3D conhecidos e seus respectivos pontos de imagem. Este artigo aborda a equação de projeção, P3P/AP3P, EPnP, otimização iterativa, RANSAC, degenerescência planar e como o PnP é usado em SLAM visual, RA e topografia, apresentando os cálculos e uma lista de verificação para implementação.

Introdução aos Sistemas Hidráulicos — Do Princípio de Pascal ao Controle de Força em Robôs

Por que uma pequena força de entrada consegue mover o braço gigantesco de uma escavadeira hidráulica? Este artigo trata a bomba, as válvulas de controle, o cilindro, o fluido hidráulico, os sensores e o controlador como um único circuito fechado, abordando as equações de pressão/vazão/eficiência, a tecnologia atual em máquinas de construção e agrícolas, a conversão eletro-hidráulica e as pesquisas em andamento, com diagramas.

Roteiro da robótica para ambientes internos — de sensores ao controle de movimento

Conecte sensoriamento, localização, mapeamento, planejamento e controle e, em seguida, escolha a reading path for the system you want to build.

Guia de aprendizagem · 2 min de leitura

Introdução ao LiDAR-SLAM — Sabendo "Onde estou" a partir de nuvens de pontos de laser

Uma câmera infere a distância indiretamente a partir de padrões de luz refletida; um LiDAR mede a distância diretamente a partir do tempo de percurso de um pulso de laser. O LiDAR-SLAM é a tecnologia construída sobre o registro das nuvens de pontos retornadas por esse sensor de alcance ativo. Este artigo aborda sistematicamente os dois pilares da correspondência de varreduras, ICP e NDT, passando pelo design de recursos do LOAM, Loop Closure e Graph SLAM, até a linhagem de algoritmos marcantes — LeGO-LOAM, Cartographer, LIO-SAM, FAST-LIO2.

Fundamentals · 24 min de leitura

Introdução ao VIO/LIO — Combinando uma IMU com uma câmera ou LiDAR para autolocalização

Uma câmera sozinha, ou um LiDAR sozinho, apresenta falhas em certas situações. A combinação de qualquer um desses sensores com uma IMU (acelerômetro + giroscópio) resolve essa deficiência — é isso que a VIO (Odometria Visual-Inercial) e a LIO (Odometria LiDAR-Inercial) fazem. Partindo do motivo pelo qual uma IMU sozinha não consegue recuperar a posição, este artigo explora as duas filosofias de projeto — baseada em filtros e baseada em otimização — e os algoritmos fundamentais da ROVIO, OKVIS, VINS-Mono e OpenVINS, passando pelo LIO-SAM e FAST-LIO2.

Fundamentals · 19 min de leitura

Fundamentos de robótica September 7, 2026 Lab

Introdução ao Visual-SLAM — Como uma câmera aprende "Onde estou?""

Sem GPS e sem mapa, um robô ainda consegue encontrar sua própria posição e construir um mapa do ambiente ao seu redor apenas com base em imagens de câmeras. Desde o rastreamento de características até a geometria epipolar, a diferença entre Odometria Visual e SLAM, a linhagem de algoritmos marcantes como ORB-SLAM, LSD-SLAM e DSO, e o Ajuste de Feixe, uma análise sistemática e detalhada de como o SLAM visual funciona na prática.

Fundamentals · 21 min de leitura

Do mapeamento à navegação no ROS 2 — um procedimento mínimo com Jazzy e Nav2

Use a simulação Jazzy para verificar o mapeamento, o salvamento do mapa, o recarregamento e o objetivo. navigation as separate steps.

Hands-on · 4 min de leitura

Fundamentos de robótica September 7, 2026 Lab

Por que a fusão de sensores falha — sincronização, quadros e calibração extrínseca

Diagnosticar falhas de fusão por meio de registros de data e hora, sistemas de coordenadas e montagem. geometry and covariance.

Fundamentals · 5 min de leitura

Fundamentos de robótica September 7, 2026 Lab

Como avaliar SLAM — ATE, RPE, tempo de execução e falhas

Utilize trajetórias sintéticas para distinguir erros absolutos e relativos, então define matching, alignment and failure reporting for an evaluation.

Fundamentos de robótica September 6, 2026

Introdução à Fusão de Sensores — Construindo um Modelo Mundial Único a partir de Múltiplos Sensores

Uma câmera é forte em significado, um LiDAR é forte em geometria, uma IMU é forte em movimento — e cada uma tem seu próprio ponto cego. Da matemática probabilística e baseada em otimização que as funde (Filtros de Kalman, Grafos Fatoriais) a combinações concretas como VIO (Câmera × IMU), LIO (LiDAR × IMU) e Fusão BEV (Câmera × LiDAR), um passeio sistemático por como a Fusão de Sensores transforma vários sensores em um único modelo do mundo.

Fundamentals · 18 min de leitura

Visão computacional September 4, 2026

Guia Básico de Ajuste de Feixes — Os Mínimos Quadrados Não Lineares que Aprimoram as Poses da Câmera e os Pontos 3D em Conjunto

O ajuste de feixes é um problema de mínimos quadrados não lineares que move várias poses de câmera e pontos 3D simultaneamente para minimizar o erro de reprojeção em todas as observações. Este artigo aborda sistematicamente por que a matriz Jacobiana é esparsa, por que o complemento de Schur torna problemas de grande escala solucionáveis, o papel do método de Levenberg-Marquardt, a liberdade de calibre e a relação com a otimização do Grafo de Pose e o SfM, com equações e diagramas.

Fundamentals · 13 min de leitura Visão computacional September 4, 2026

Guia básico de calibração de câmeras — Recuperação da distorção da lente e parâmetros intrínsecos

A calibração da câmera é o processo de recuperação dos parâmetros intrínsecos e da distorção da lente necessários para mapear as coordenadas dos pixels no espaço 3D. Desde a revisão do modelo estenopeico, passando pelos modelos de distorção radial e tangencial, o método de padrão planar de Zhang, a otimização do erro de reprojeção, até o que causa falhas subsequentes no SLAM visual e na VO quando a calibração se desvia — uma análise sistemática com equações e diagramas.

Visão computacional September 4, 2026

Introdução à homografia — Descrevendo a correspondência planar com uma única matriz 3x3

Uma homografia é a relação que une pontos no mesmo plano, ou a visão de uma câmera puramente rotativa, usando uma única transformação projetiva 3x3. Este artigo aborda a estimação baseada em DLT (Transformada Discreta de Lorentz), a robustez com RANSAC, a decomposição em rotação, translação e normal ao plano, e quando usá-la em vez da geometria epipolar, além de aplicações como costura de imagens e rastreamento de planos em realidade aumentada, com equações e diagramas.

Fundamentals · 9 min de leitura Visão computacional September 4, 2026

Introdução à Estereoscopia Multivisual — Preenchendo uma Nuvem de Pontos Esparsa em uma Forma 3D Densa

A Estereoscopia Multivisual (MVS) recupera formas 3D densas a partir de múltiplas imagens usando poses de câmera conhecidas. Este artigo aborda sistematicamente o princípio fundamental da fotoconsistência, as duas abordagens clássicas de Varredura Plana e Baseada em Patch (PMVS), os métodos baseados em aprendizado profundo exemplificados pela MVSNet, e a geração de malhas via fusão de mapas de profundidade, juntamente com a relação com câmeras estéreo e de profundidade, com equações e diagramas.

Fundamentals · 13 min de leitura

Visão computacional September 4, 2026

Introdução à Estrutura a partir do Movimento — Recuperando as posições 3D e da câmera simultaneamente a partir de um conjunto desordenado de fotos.

A técnica de Estrutura a partir do Movimento (SfM) recupera simultaneamente a estrutura 3D de uma cena e todas as poses da câmera a partir de um conjunto de fotos cuja ordem e posições de captura são desconhecidas. Este artigo aborda sistematicamente a correspondência de características, a verificação geométrica, as duas estratégias de reconstrução (SfM Incremental e Global), a triangulação, a relação com o Ajuste de Feixes (Bundle Adjustment) e a diferença em relação ao Visual-SLAM, além de implementações atuais como o COLMAP.

Fundamentals · 12 min de leitura

Fundamentos de robótica September 4, 2026

Introdução à cinemática de braços robóticos — cinemática direta, cinemática inversa e o Jacobiano

A cinemática direta determina a posição e a orientação da mão a partir dos ângulos das articulações; a cinemática inversa resolve o problema inverso; e a matriz Jacobiana conecta as duas através da "velocidade". Desde a construção de transformações de coordenadas com parâmetros DH, passando pela cinemática inversa analítica, cinemática inversa numérica (Mínimos Quadrados Amortecidos), singularidades e graus de liberdade redundantes — uma descrição sistemática e completa da cinemática que governa o movimento de um braço robótico.

Fundamentals · 15 min de leitura

Fundamentos de robótica September 4, 2026

Introdução ao Controle de Força e Impedância — Construindo um Robô que Pode Tocar

Partindo do que realmente acontece no instante em que um braço robótico com controle de posição toca um objeto rígido — e por que isso impossibilita tarefas de montagem, polimento e contato humano — este artigo explora o controle de impedância, que relaciona força e deslocamento por meio de uma mola, amortecedor e massa virtuais; o controle de admitância, que inverte essa causalidade; e o controle híbrido de posição/força, que separa posição e força pela direção espacial, desenvolvendo as ideias a partir de equações e diagramas.

Fundamentals · 17 min de leitura

Fundamentos de robótica September 4, 2026

Introdução ao Controle de Enxames (Multi-Robôs) — Construindo Agrupamento, Formação e Consenso

O controle de enxames resolve problemas que um único robô não consegue, usando apenas "regras locais simples" aplicadas a vários robôs. Desde a reprodução do comportamento de bandos com Boids, passando por algoritmos de consenso para acordos, até as três abordagens para controle de formação — líder-seguidor, estruturas virtuais e baseado em comportamento — este artigo organiza sistematicamente a área em torno da divisão entre arquiteturas centralizadas e descentralizadas.

Fundamentals · 15 min de leitura

Introdução ao Planejamento de Comportamento: Como Máquinas de Estados Finitos (FSMs), Árvores de Comportamento e POMDPs Escolhem o Próximo Passo de um Veículo Autônomo

O planejamento comportamental transforma a percepção incerta em decisões de parar, seguir, ceder a passagem, entrar na faixa e mudar de faixa, restringindo o planejamento de trajetória e o MPC (Controle Preditivo de Trajetória). Este guia introdutório conecta FSMs (Máquinas de Estabilização de Falhas), árvores de comportamento, POMDPs (Processos de Decisão de Manipulação de Rotas), ADAS (Sistemas Avançados de Assistência ao Condutor) atuais, segurança e testes.

Fundamentals · 14 min de leitura

Introdução ao Planejamento de Comportamento: Como Máquinas de Estados Finitos (FSMs), Árvores de Comportamento e POMDPs Escolhem o Próximo Passo de um Veículo Autônomo

Fundamentals · 14 min de leitura

Mapeamento de grade de ocupação — Transformando evidências de LiDAR e câmeras em acessibilidade de trânsito

Uma grade de ocupação divide o espaço em células e representa probabilisticamente o espaço ocupado, livre e desconhecido. Aprenda atualizações Bayesianas e de log-odds, modelos de sensores inversos, ray casting, decaimento dinâmico, voxels 3D, SLAM, mapas de custo e planejamento.

Níveis de Automação de Condução da SAE 0–5 — Os Limites de Responsabilidade por Trás dos Sistemas Avançados de Assistência ao Condutor (ADAS)

A norma SAE J3016 não avalia a inteligência do veículo. Saiba quem executa a tarefa de condução dinâmica, o monitoramento e o controle de contingência nos níveis 0 a 5, com ODD (Dispositivo de Direção Operacional), latência de retomada de controle, ADAS (Sistemas Avançados de Assistência ao Condutor) atuais, SOTIF (Sistema de Teste e Implementação de Software), segurança e avaliação de proteção.

Fundamentals · 11 min de leitura

Introdução ao V2X — Conectando veículos, estradas, redes e pessoas com segurança

O que são as trocas V2V, V2I, V2N e V2P, e como DSRC/ITS-G5 e C-V2X diferem? Este guia introdutório aborda latência, confiabilidade de entrega, percepção cooperativa, PKI, privacidade de localização, design à prova de falhas e testes reproduzíveis.

Fundamentals · 9 min de leitura

Introdução à Engenharia de Controle: Observadores de Estado e o Filtro de Kalman Linear

As leituras dos sensores não representam o estado em si. Este guia explica observabilidade, equações de previsão/atualização de Kalman, covariância, exemplos numéricos, integração de controle, implementação em robôs e comportamento à prova de falhas.

Introdução à Engenharia de Controle: LQR — Feedback de Estado a partir de Prioridades Explícitas

O LQR deriva ganhos de realimentação de estado a partir de um modelo de espaço de estados e um custo quadrático. Este guia introdutório aborda equações de Riccati, observabilidade, compensações entre PID e MPC, implementação em robôs, intuição numérica e segurança.

Introdução à Engenharia de Controle: Controle Preditivo por Modelo — Agindo Dentro de Restrições

O Controle Preditivo por Modelo (MPC) prevê o comportamento futuro com base em um modelo, otimiza uma sequência de entradas restritas, aplica apenas sua primeira ação e repete o processo. Este guia introdutório aborda equações, ajuste, segurança, implementação e exemplos atuais.

Fundamentals · 7 min de leitura Engenharia de controle September 3, 2026

Introdução à Engenharia de Controle: Planejamento de Trajetória — A, Dijkstra, RRT, RRT e PRM

O planejamento de trajetória não se resume a traçar a linha mais curta. Este guia compara algoritmos de grade e de espaço contínuo, levando em consideração a área ocupada pelo robô, a incerteza do mapa, o poder computacional, a integração SLAM/Nav2 e a segurança.

Fundamentals · 7 min de leitura Engenharia de controle September 3, 2026

Introdução à Engenharia de Controle: Controle PID — Operando em Três Escalas de Tempo

O controlador PID não se resume a três ganhos. Este guia introdutório conecta a intuição e as equações do PID à amostragem, saturação, anti-windup, ajuste, segurança, ROS 2 e verificações de implementação prática.

Fundamentals · 8 min de leitura

Introdução à Engenharia de Controle: Geração de Trajetórias — Jerk Mínimo, Quínticos e Perfis Trapezoidais

Um caminho indica para onde ir; uma trajetória indica quando e com qual velocidade, aceleração e solavanco. Este guia introdutório aborda perfis trapezoidais, de solavanco mínimo, de quinto grau, restrições, segurança e integração com o ROS 2.

Visão computacional September 3, 2026

Geometria Epipolar — Leitura de Profundidade e Movimento da Câmera a partir de Duas Imagens

A geometria epipolar é a teoria que restringe como o mesmo ponto 3D se projeta em duas imagens. Este artigo explica sistematicamente a Matriz Fundamental e a Matriz Essencial, os algoritmos de 8 e 5 pontos, o RANSAC, a triangulação, a escolha entre geometria epipolar e homografia, a calibração, a implementação em OpenCV/COLMAP, as condições de falha e a recente estimativa baseada em aprendizado, com equações e diagramas.

Fundamentals · 19 min de leitura

Visão computacional September 3, 2026

Introdução à Detecção de Características

A detecção de características seleciona "lugares que você pode encontrar novamente" em uma imagem e os utiliza para correspondência. Este artigo conecta os princípios de cantos, manchas, DoG, FAST, ORB e SIFT com robustez, avaliação, ferramentas atuais e métodos baseados em aprendizado em um único panorama coerente.

Fundamentals · 15 min de leitura

Visão computacional September 3, 2026

Introdução ao VO/VIO — Uma base prática para estimar o movimento a partir de uma câmera e uma IMU

A odometria visual (VO) e a odometria visual-inercial (VIO) estimam o movimento relativo de um robô ou câmera a partir de uma sequência de imagens e medições inerciais. Este artigo aborda a ambiguidade de escala monocular, a pré-integração da IMU, a inicialização, a filtragem versus otimização, implementações como VINS-Mono e OpenVINS, métricas de avaliação e condições de falha, com cálculos e diagramas.

Fundamentals · 20 min de leitura

HD Maps — Mapas em nível de faixa para condução autônoma

Um mapa HD representa faixas, limites, sinalização, elevação e conectividade como dados legíveis por máquina. Este guia explica como ele difere de um mapa SLAM, como funciona a localização e por que a atualização e a incerteza são importantes.

Mapeamento de grade de ocupação — Transformando evidências de LiDAR e câmeras em acessibilidade de trânsito

Fundamentos de robótica September 3, 2026

Introdução ao ArduPilot — Estimação de Estado, Controle e Projeto de Missão para um Piloto Automático

O ArduPilot é um piloto automático de código aberto que implementa a fusão de sensores de um veículo, controle de atitude/posição, missões de navegação e mecanismos de segurança. Este artigo aborda as diferenças entre os modos Copter (cóptero), Plane (avião) e Rover (robô), além de EKF (filtro de Kalman estendido), PID (controle de posição por interação), MAVLink, SITL (linha de tempo de voo inercial) e testes de segurança em veículos reais, com diagramas.

Fundamentos de robótica September 3, 2026

Introdução à Navegação Inercial — Integrando Rodas, IMU e GNSS para Rastrear o Movimento de um Robô

A navegação inercial é a técnica fundamental para atualizar a pose e a posição de um robô, integrando a rotação das rodas, as leituras da IMU (Unidade de Medição Inercial) e os sensores de velocidade. Este artigo aborda a cinemática de motores com tração diferencial, o acúmulo de erros, a correção baseada em EKF (Filtro de Kalman Estendido) e suas implementações em robôs de transporte para ambientes internos e direção autônoma, com equações e diagramas.

Fundamentos de robótica September 3, 2026

Introdução ao ROS 2 — Distribuindo o controle do robô com segurança entre nós, tópicos e DDS

O ROS 2 é um middleware para robótica que separa sensoriamento, percepção, planejamento e controle em processos distintos, conectando-os por meio da comunicação DDS. Este artigo aborda nós, tópicos, serviços, ações, QoS, TF2, ciclo de vida, implementação e depuração, além das diferenças em relação ao ROS 1 e precauções operacionais no mundo real, com diagramas.