Scientific area: Informática Industrial
Desenvolvimento de um sistema HMI adaptativo para o cockpit do futuro no ramo automóvel
Submited 2017-01-26
Student: Sérgio Miguel Caxide Lopes Ribeiro       Number: 68572       Email: smclopesribeiro@gmail.com
Start date: 26/09/2016   

Supervisor:
Name: Jorge Miguel Nunes dos Santos Cabral
Email: jcabral@dei.uminho.pt   

Description:

Dentro de um veículo automóvel somos expostos a variadíssimas fontes de ruído - desde os pneus ao motor, passando pelo próprio trânsito em volta do automóvel. Na tentativa de melhorar o conforto e a experiência de viajar, os fabricantes de automóveis têm desenvolvido sistemas de isolamento acústico cada vez mais eficazes recorrendo a materiais, como borracha e espumas sintéticas, que absorvem a energia sonora proveniente das diversas fontes de ruído. A utilização destes materiais força um aumento do tamanho do carro ou uma redução no espaço útil do habitáculo, uma vez que um maior isolamento implica paredes laterais do veículo de maior espessura.

O som, como onda mecânica, propaga-se em meios onde exista matéria. Em meios gasosos - como o ar - propaga-se como uma onda de pressão criando zonas com maior e menor pressão. Quando dois sons diferentes se intercetam as suas pressões combinam-se. A pressão resultante será igual à média das pressões que lhe deram origem.

 


Objectives:

Nesta dissertação pretende-se implementar um sistema eletrónico que seja capaz de reduzir o ruído através da produção de som em anti-fase com o sinal de ruído. Assim, quando este último for adicionado ao som produzido criará zonas de silêncio.

Para que seja reproduzido um sinal em anti-fase, é necessário medi-lo, processá-lo e reproduzi-lo. Todo este trabalho traduz-se numa grande carga computacional. Para sistemas embebidos comuns, é demasiada carga para que seja feita em tempo real pelo que se torna necessário utilizar hardware reprogramável. Além deste propósito, a utilização deste tipo de plataforma irá permitir a escalabilidade da aplicação para um maior conjunto de microfones sem prejudicar o seu desempenho.

O sistema desenvolvido será eventualmente interessante no ramo automóvel uma vez que poderá oferecer uma atenuação no ruído e com isso aumentar o conforto dentro do habitáculo de um carro bem como reduzir a quantidade de material isolante utilizado pelo fabricante.

Fase 1: Bringup dos requisitos de desenvolvimento

  • Levantamento dos requisitos do sistema.
  • Estado da arte.

Fase 2: Implementação dos algoritmos em C++

  • Implementação em C/C++.
  • Algoritmos: LMS, FxLMS e FULMS.
  • Validação do funcionamento dos algoritmos.

Fase 3: Análise do desempenho dos algoritmos 

  • Traçar perfil de desempenho dos algoritmos.
  • Estudo das tarefas críticas dos algoritmos para serem migradas para hardware.

Fase 4: Offloading por computação em hardware reprogramável

  • Conversão dos algoritmos para uma linguagem de descrição de hardware.
  • Implementação em hardware.

Fase 5: Construção de um protótipo

  • Construção de uma "cabine" de testes para simular o ambiente no interior de um automóvel.

Fase 6: Validação do sistema

  • Testes ao sistema.
  • Análise do desempenho do sistema com os vários algoritmos.
  • Validação do sistema.

Keywords:
edução de ruído; algoritmos cancelamento LMS (Least Mean Squares); FPGA

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