[pt] Metrologia e qualidade estão intimamente relacionadas e constituem-se em poderoso instrumento de transformação da infraestrutura tecnológica de países e organizações. O avanço do desenvolvimento científico e tecnológico está fortemente embasado no avanço da metrologia. O Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade industrial (INMETRO) é o órgão máximo responsável pela conservação e manutenção das unidades de base e derivadas do Sistema Internacional de Unidades (SI) no país. A grandeza tensão em corrente contínua, até 1 kV, está disponível e rastreada a padrões nacionais na Rede Brasileira de Calibração (RBC). Contudo, para tensões maiores que 1 kV, pois ainda carece de laboratórios acreditados pelo INMETRO para prestar serviços para a indústria de equipamentos elétricos em Alta Tensão em Corrente Contínua (HVDC). Deve-se considerar, ainda, que novos investimentos na geração e transmissão em larga escala de energia mobilizam a indústria e geram demanda para ensaios em novos equipamentos que serão instalados. Para realizar esses ensaios, de forma a garantir exatidão, confiabilidade e rastreabilidade, é necessária uma estrutura metrológica em Alta Tensão, ou seja, é preciso criar padrões e incentivar a acreditação de laboratórios. Nesse sentido o objetivo desta dissertação foi à construção de um protótipo de Divisor para Alta Tensão (DVAT) do tipo resistivo de alta impedância, para medição da grandeza tensão em corrente contínua acima de 1 kV. O padrão foi construído para ser utilizado na faixa de 1 kV a 50 kV e será calibrado em baixa tensão rastreado à RBC. Em alta tensão será o elo na cadeia de rastreabilidade entre o padrão do INMETRO e os divisores dos laboratórios industriais e também na calibração de padrões de trabalho para HVDC na faixa de 1 kV a 250 kV. / [en] Metrology and quality are closely related and constitute a powerful tool for transforming the technological infrastructure of countries and organizations. The advancement of scientific and technological development is strongly grounded in the advancement of metrology. The National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality (INMETRO) is the highest organism responsible by the conservation and maintenance of base and derived units of the International System of Units (SI) in the country. The quantity voltage, up to 1 kV, is traced to national standards in the Brazilian Calibration Network (RBC), but for voltages above 1 kV there is no laboratory in the country accredited by INMETRO to provide services for the electrical equipment industry in HVDC. It should also be considered that new investments in generation and transmission of large scale energy mobilize the industry and generates demand for testing of new equipment. To perform these tests, so as to ensure reliability, accuracy and traceability, a metrology structure is needed in high voltage, so it is necessary to create standards and encourage the accreditation of laboratories. In this sense the main purpose of this dissertation was to build a prototype for a standard High Voltage Divider (DVAT) of the high impedance resistive type for measuring the quantity voltage above 1 kV. The standard was designed for use in the range of 1kV to 50 kV and will be calibrated in low voltages and traceable to the RBC. In the high voltage range, it will be the link in the chain of traceability between INMETRO standards and the dividers of industrial laboratories, and also to calibrate other working standards for HVDC, especially in the range of 1 kV to 250 kV.

[pt] Este trabalho apresenta resultados do comportamento do sensor de proximidade indutivo em medição de oscilação de geradores hidroelétricos do sistema de geração de FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A. Para o desenvolvimento deste estudo, foram utilizados dois (2) sensores de proximidade indutivos. A metodologia consistiu em calibrar estaticamente e dinamicamente o sensor de proximidade indutivo. Para isto, foi utilizada a giga de teste: um sistema composto por um motor com velocidade variável e tendo acoplado a seu eixo um disco com excentricidade variável e controlada. Ajustou- se a excentricidade da giga de teste e foram marcados pontos no disco de 30° em 30°. Foi feita a calibração estática da giga de teste, medindo o deslocamento em cada um destes treze (13) pontos com um relógio comparador calibrado. Para a calibração estática do sensor, este foi posicionado à frente do disco da giga de teste a uma distância conhecida, deslocou-se o eixo manualmente para cada um dos pontos e obteve-se o sinal de saída do sensor com o analisador de sinal calibrado. A curva de calibração estática foi então determinada com a respectiva incerteza de medição. Para a calibração dinâmica, o mesmo sistema foi posto em rotação nas velocidades nominais dos geradores hidroelétricos de FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A. (90 rpm, 120 rpm, 150 rpm e 180 rpm). A resposta do sensor foi então comparada nas diferentes rotações, com o que se determinou a atenuação do sinal devido ao aumento da freqüência de operação. Os dados obtidos estaticamente e dinamicamente foram avaliados, e as incertezas determinadas. As calibrações estáticas realizadas pelo procedimento de FURNAS e deste trabalho produziram os mesmos resultados, considerando a faixa de incerteza de medição. Para reduzir a incerteza de calibração do procedimento de FURNAS, propõe-se que seus resultados sejam ajustados por um polinômio do segundo grau. A calibração dinâmica realizada em várias freqüências mostrou que não existe diferença entre os valores obtidos estaticamente e dinamicamente, muito embora esta tenha uma incerteza mais elevada. Para simplificação da calibração dos sensores, propõe-se que ela seja, portanto, realizada estaticamente. / [en] This work presents the results of the behavior of the inductive proximity sensor at the measurement of oscillation in hydroelectric generators from the generation system of Furnas Centrais Elétricas S.A.. To develop this study, two (2) inductive proximity sensors were used. The methodology consisted of calibrating statically and dynamically the inductive proximity sensor. For this, it was used a test mockup: a system composed by an engine with variable speed and a disc with variable and controlled eccentricity connected to the axle. The eccentricity of the test mock-up was adjusted and thirteen (13) points were marked on the disc, every 30°. The static calibration of the test mock-up has been made, by measuring the displacement in each one of these thirteen (13) points with a calibrated dial indicator. For the static calibration of the sensor, the sensor itself was positioned in front of the test mock-up disc at a known distance, the axle was dislocated manually for each one of the points and the output signal of the sensor was measured with a calibrated signal analyzer. The curve of the static calibration then was determined with the respective uncertainty of the measurement. For the dynamic calibration, the same system was run in the nominal speeds of the hydroelectric generators from Furnas Centrais Elétricas S.A. (90 rpm, 120 rpm, 150 rpm and 180 rpm). The response of the sensor was then compared at the different rotations, being determined the attenuation of the signal due to the increase of the operation frequency. The static and dynamic data were evaluated, and the uncertainties determined. The static calibrations carried through by the procedure of FURNAS and by this work produced the same results, considering the range of measurement uncertainty. To reduce the calibration uncertainty of the FURNAS procedure, it is proposed that its results be adjusted by a polynomial of second degree. The dynamic calibration carried at several frequencies showed that there is no difference between the static and dynamic values, even though the dynamic calibration has a more elevated uncertainty. To simplify the calibration of the sensors, it is proposed then that it is carried statically only.

[pt] A presente pesquisa de mestrado, de interesse da indústria de armamento, mais especificamente no controle de qualidade de lotes de munição, relaciona-se com o desenvolvimento de metodologia para calibração de transdutor piezelétrico para medição de pressão transiente cuja duração é da ordem de milisegundos. Como sua principal contribuição, o trabalho disponibiliza metodologia própria de calibração ainda não disponível no País, atribuindo confiabilidade a medições realizadas em fenômenos associados ao que se denomina balística interna, que se constitui no estudo científico dos processos que ocorrem no interior de uma arma de fogo a partir do instante de iniciação (ignição) do propelente. Não obstante a faixa de pressão estudada, de 34,7 a 349,8 bar), ser baixa se comparada com as pressões desenvolvidas na balística interna, que podem até superar 6000 bar, a simples substituição do gerador de pressão por outro de maior capacidade é suficiente para a calibração numa faixa mais larga utilizando-se a mesma metodologia. O complexo processo de balística interna foi simulado em condições laboratoriais pela submissão brusca do sensor piezelétrico, objeto da calibração, originalmente montado em uma câmara diminuta (cerca de dez vezes menor que o volume total de fluido pressurizado) de óleo à pressão atmosférica, a um pico de pressão induzido pela comunicação da câmara a uma linha de óleo pressurizada à pressão de calibração pré-determinada através de uma bomba hidráulica, pressão esta que caracteriza um ponto de calibração. Complementando o aparatus experimental utilizado para simular o fenômeno da balística interna, foi utilizado um sistema de medição com tempo de resposta compatível (rise time < 5 us) à ordem de grandeza da duração do fenômeno estudado. O aparatus experimental utilizado é tal que permite alterar a duração desses eventos por meio de uma válvula de restrição, o que resultou em eventos com duração de 2 a 2200 ms. O monitoramento do sinal de resposta do transdutor piezelétrico no curso da calibração realizada permite estabelecer o tempo-limite associado ao qual o sinal mantém-se isento de indesejável atenuação, considerada fonte de erro na medição de pressão. O processo de calibração desenvolveu-se para 10 pontos distintos, perfazendo um total de 340 experimentos (variando-se o transiente de pressão imposto ao transdutor), monitorando-se o sinal de resposta do transdutor contra o valor da pressão medida por um manômetro calibrado pelo laboratório de pressão da PUC-Rio, credenciado pelo INMETRO e, portanto, assegurando rastreabilidade das medições ao Sistema Internacional de Unidades. Alterações no aparatus experimental permitem que calibrações usualmente realizadas em regime de pressurização sejam também realizadas em regime de despressurização, viabilizando, dentre outras análises possíveis, o estudo de estabilidade e histerese do sinal do transdutor. O método experimental desenvolvido não apenas mostrou-se tecnicamente viável e adequado às condições laboratoriais da faixa de pressão na qual foi validado (34,7 a 349,8 bar), como também se mostrou viável economicamente. A incerteza associada a esse método, obviamente, é maior que aquela obtida com uma balança de peso morto, que se baseia num método primário. A incerteza associada ao método de calibração desenvolvido no presente trabalho de pesquisa pode ser diminuída se for usado um sistema de medição de tensão com melhor exatidão. / [en] The current research, of armaments industry s interest, more specifically in the quality control of ammunition lots, is related to the development of methodology for calibrating piezoelectric transducers for transient pressure measurements associated with events whose duration is of the order of milliseconds. As its main contribution, this work presents proper methodology, not available yet in the Country, to ensure reliability to measurements of pressure in internal ballistics, which is the scientific study of the operating processes within the gun from at the moment when the burning process of the propellant is initiated. In spite of the low transient pressure range studied, 34,7 to 349,8 bar, when compared with the pressures developed in internal ballistics, up to 6000 bar, the simple replacement of the pressure generator for another one of larger capacity is enough to allow for calibration in a wider pressure range using the same methodology. The complex process associated to internal ballistics was simulated in laboratorial conditions by the abrupt exposure of the piezoelectric sensor, object of the calibration, planned and originally mounted in a small oil chamber (about ten times smaller than the total volume of fluid pressurized) maintained at atmospheric pressure, to a pressure peak introduced by the communication of the small chamber to a line of oil pressurized at a desired calibration pressure level by means of a hydraulical pump used to feed the oil system. Each calibration pressure condition corresponds to what is called a calibration point. Complementing the experimental apparatus used to simulate the phenomenon of the internal ballistics, an adequate measurement system (rise time < 5 us, therefore adequate to the time duration of the studied phenomenon) was used. The experimental apparatus employed is such that the time duration of the events could be changed by means of a restriction valve, allowing events with duration from about 2 to 2200 ms. Within the calibration process, the monitoring of the piezoelectric transducer output signal allowed for establishing a specific time-limit to ensure that the signal remained exempt of undesirable attenuation, considered a source of error in the measurement of the transient pressure. The calibration process was developed for 10 distinct points, totalizing 340 experiments (varying the transient pressure to which the transducer is exposed), monitoring the output signal of the transducer against the value of the pressure measured with a manometer calibrated in the accredited pressure laboratory of PUC-Rio, traceable to the national standard maintained by the Brazilian National Metrology Laboratory (INMETRO) and, therefore, ensuring overall traceability of measurements to the International System of Units (SI). Modifications introduced in the experimental apparatus used allow that calibrations usually carried out under a regime of pressurization may also be carried out under a regime of unpressurization, making possible other studies such as stability and hysteresis of the transducer s output signal. From the technical point of view the experimental method proved to be feasible and suitable to the laboratorial conditions for the pressure range to which it was validated (34,7 to 349,8 bar). It also revealed economically viable. Although validated, the uncertainty associated with the proposed method, obviously is greater than the uncertainty associated with a dead weight tester, which is based on a primary method. However, the uncertainty associated with the method of calibration herein proposed can be minimized whenever a more accurate voltage measurement system is used.

[pt] Os métodos de calibração absoluta para a determinação da atividade de radionuclídeos mais utilizados nos laboratórios de metrologia são o 4(Pi Beta - Gama) (contagem de coincidências), pico-soma (coincidência Gama - Gama ou X- Gama), o 4(PI,Gama) e o contagem em ângulo sólido definido.O método 4(PI Gama) é especialmente indicado na medição da atividade de radionuclídeos que apresentam esquema de decaimento complexo. Ele se baseia no cálculo da eficiência total do sistema de medição para um determinado radionuclídeo, através dos valores da eficiência total referente a cada raio gama do esquema de decaimento do mesmo radionuclídeo. Este cálculo é expresso, para um ramo do decaimento, pela equação: EpsilomT = 1 - Produtório ( 1 - EpsilomTi ) (Confirma símbolos no resumo na tese) , onde EpsilomT é a eficiência global para cada decaimento em cascata e EpsilomTi a eficiência total para cada transição gama da cascata. A equação completa leva em conta o número de ramos e a probabilidade de cada raio gama. Os (Confirmar os símbolos no resumo na tese)Ti são obtidos a partir da curva eficiência x energia do sistema.O método do pico- soma é aplicado na determinação da atividade para fontes emitindo pelo menos dois raios gama subsequentes. Neste trabalho é apresentado o procedimento experimental, após a implementação dos métodos 4(Pi Gama) e pico-soma no Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes - LNMRI, com a finalidade de expandir os serviços de fornecimento de fontes radioativas aos usuários, tanto em quantidade quanto em faixa de atividade ampliada.Os padrões radioativos utilizados no levantamento da curva de calibração eficiência total x energia, na aplicação do método pico-soma e na validação do método 4(Pi) foram: 241Am, 210Pb, 54Mn, 57 Co, 60Co , 109Cd, 113Sn, 134Cs, 137Cs, 139 Ce e 88Y. Para verificar o desempenho dos métodos implantados, foram calibrados os radionuclídeos: 139 Ce, 60Co, 88Y e 134Cs, e comparados com os valores padronizados com o sistema absoluto 4 (Pi beta - gama). Os resultados encontrados foram consistentes com os obtidos pelo método de padronização absoluta 4 (Pi beta - gama) . / [en] Among the absolute calibration methods for activity quantity of radionuclides the most used in the metrology laboratories are: the 4(Pi Beta - Gama) (coincidence counting), defined solid angle counting, sum-peak (or Gama - Gama coincidence) and 4(Pi Gama) method. The 4( Pi Gama) method is appropriate to measure the activity of radionuclides with complex decay scheme and its implementation at Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes, commissioned by INMETRO from 1989, will provide to the expansion of the jobs to supply the users by standard radioactive sources.The determination of activity can be made using calibration factor and/or the efficiency curve. For the implantation of this calibration method at LNMRI, after the selection of the detector and the electronic instrumentation, the attainment of the eficiency curve in function of gamma rays energy, standard sources with one or two peaks each were used. The method is based in (Epsilon)T = 1 - Produtórioi (1 - Ti) where EpsilonT is the total efficiency for each radionuclide and EpsilonTi is the efficiency for each gamma transition of this radionuclide. The detector selected was a 8``x 8`` well type NaI(Tl), with well dimensions 6`` deep and 3`` of diameter, from Harshaw The standards sources used are: Am-241, Pb-210, Mn-54, Co-57, Cd-109, Ce-139, Co-60, Na-22, Y-88 and Zn-65. The preliminary results are consistent with the literature.

[pt] A previsão dos efeitos poluidores sobre uma bacia hidrográfica é uma constante necessidade para os órgãos de gestão ambiental e para os tomadores de decisão neste âmbito. Dentro deste contexto, os modelos matemáticos que permitam prever danos ou melhorias na qualidade de água de bacias hidrográficas são importantes ferramentas para este fim. O Qual2E desponta como uma destas ferramentas, de acesso livre, aplicável à sistemas fluviais, unidimensionais, bem misturados e de fluxo constante. Este trabalho propõe uma aplicação do Qual2E para o rio Corumbataí, localizado no interior do Estado de São Paulo, visando a obtenção de uma curva representativa para a qualidade de água do rio. Para tal, foi utilizada a metodologia sugerida pelo modelo, que prevê a divisão do sistema em trechos de características hidráulicas semelhantes e a subdivisão desses trechos em elementos de mesma extensão - os elementos computacionais (ECs). Os dados de vazão, profundidade, concentração de OD (oxigênio dissolvido), DBO (demanda bioquímica de oxigênio), temperatura, carga e localização de fontes poluidoras foram obtidos através de um projeto de parceria da CETESB com a USP, que contempla a elaboração de um banco de dados para qualidade de água da bacia. Este banco, georreferenciado, foi utilizado tanto para a entrada de condições iniciais no modelo,como para a construção da curva de referência dos dados reais de campo, para comparação com a curva calculada pelo modelo. Os coeficientes de reação - resultantes da interação entre as variáveis OD e DBO - presentes no sistema de equações diferenciais resolvidas pelo modelo, foram estimados através de tentativa e erro, até a concordância com os dados observados. A calibração efetuada se mostrou eficiente em reproduzir os dados observados, validando os parâmetros estimados através de um outro conjunto de dados.Uma análise de sensibilidade foi realizada para os parâmetros k1,k2,k3 e k4 e a curva calculada foi mais sensível ao coeficiente de decaimento de DBO. As limitações inerentes ao modelo, à coleta de dados e ao tratamento estatístico dos dados disponíveis impediram uma melhor concordância da curva calculada com a observada. / [en] The forecast of the polluting effects over a hydric basin is a constant need for the official environmental managers and for the people responsible for the decisions in this subject. Therefore, mathematical models that allow forecast damages or improvements in the river basin water quality are important tools for this purpose. Qual2E appears as one of these tools, of free access, and suitable for one-dimensional well-mixed rivers with constant flow. The objective of this work is to apply the Qual2E model to Corumbataí River, located in São Paulo State, in order to obtain a representative curve of the river water quality. The method suggested by the model request the division of the river in reaches with similar hydric features and a subdivision of these reaches in computational elements (CEs) with the same extension. The flow data, depth, DO (Dissolved Oxygen) concentration, BOD (Biochemical Oxygen Demand), temperature, load and location of pollution sources were obtained from a joint project between CETESB and USP, that resulted in a database for the water quality of the basin. This geo-referenced database was used both for the initial conditions to the model, as for the determination of a reference curve with the real field data, for comparison with the calculated curve of the model. The reaction coefficients - resulting from the interaction between DO and BOD - are the constants of the differential equations system solved by the model, were estimated through trial and error, until the agreement with the observed data. The calibration was efficient to reproduce the field data, through the validation for another group of data. A sensitivity analysis was executed for the parameters k1, k2, k3 and k4 and the calculated curve seemed to be more sensible to the BOD decaying coefficient. The limitations inherent to the model, the data collecting and the statistical treatment of the available data did not allow a better agreement between the calculated and the observed curves.

[pt] A comercialização de gás natural no Brasil é realizada em uma base volumétrica. Para garantir a confiabilidade desta medição, é de suma importância se ter um controle metrológico nas grandezas de entrada, pressão estática e temperatura, dentre outros itens. Com vistas a atender a essa demanda, o Regulamento Brasileiro define intervalos fixos para as periodicidades de calibração, mas que podem ser prorrogados usando dados históricos, sem, no entanto especificar a ferramenta estatística para ser usada no estudo. Nesta dissertação, quatro técnicas estatísticas amplamente divulgadas na literatura foram selecionadas a fim de se estabelecer o intervalo de calibração para os transmissores de temperatura e pressão estática em redes de gás natural com medidores ultrassônicos. Sequencialmente, uma ferramenta de apoio à tomada de decisão foi utilizada: análise SWOT modificada, com a ponderação para cada indicador, para definir a ferramenta estatística com maior potencial, sugerindo o novo intervalo de calibração para os casos estudados. Os resultados mostram que, através da Matriz SWOT adaptada, o valor de maior significância refere-se à abordagem de Poisson, pois este método obteve a melhor pontuação, sendo assim a nova periodicidade sugerida para os transmissores de pressão estática e de temperatura é de 322 dias para medição em transferência de custódia, o que ratifica a alteração de 90 para 180 dias, conforme Resolução Conjunta ANPInmetro no. 1/2013. Para medição operacional, que não está coberta por esta Resolução, este estudo sugere uma periodicidade de 273 dias para estes mesmos transmissores. / [en] The commercialization of natural gas in Brazil is carried out on a volumetric basis. To guarantee reliability of this quantity, it is of paramount importance to have metrological control of static pressure and temperature among other items. With a view to meeting this demand, the Brazilian Regulations defines the fixed interval for calibration, but it may be extended using historical data, without however specifying the statistical tool to be used in the study. In this dissertation, four statistical techniques widely published in literature have been selected to establish the interval of calibration for the temperature and static pressure transmitters in natural gas networks with ultrasonic meters. Sequentially, a tool to support the decision-making was used: modified SWOT analysis with a weighting for each indicator, to define the statistical tool with the greatest potential, suggesting the new calibration interval for the studied cases. The results show that by suitable SWOT matrix, the value of higher significance refers to the Poisson approach because this method achieved the best score, so the new calibration interval suggested for static pressure transmitters and temperature is 322 days for custody transfer, which confirms the change from 90 to 180 days, depending Joint Resolution No. 1/2013 ANP-Inmetro. In relation to operational measurement, which is not covered by this Resolution, this study suggests a calibration interval of 273 days for these transmitters.

[pt] A confiabilidade metrológica da medição de elevadas temperaturas em processos industriais é importante para a segurança, qualidade e as características de produtos de diversas indústrias do Brasil. Devido ao fato de que a rastreabilidade dos resultados de uma calibração de termômetro de radiação infravermelha, utilizado para a medição de processos industriais, é assegurada pelo Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial) até 1500 graus Celsius, e levando-se em consideração que as condições de calibração em laboratórios são normalmente diferentes das de medição na indústria, um procedimento foi desenvolvido e validado nesta dissertação para analisar a confiabilidade da mesma em temperaturas mais elevadas (1750 graus Celsius), estimando-se os valores de erros sistemáticos e de incerteza de medição da temperatura em um forno industrial. / [en] The accuracy of high temperature measurement in industrial processes is important for safety reasons and product quality and specification in different industries. Due to the fact that the traceability of temperature measurement by infrared thermometers, as used in industrial processes, is only assured by Inmetro (National Institute for Metrology, Standards and Industrial Quality) up to 1500 Celsius Degree, and considering that the calibration conditions in laboratory are normally different from measurement conditions in industry, a procedure in the dissertation was developed and validated to analyze the accuracy of higher temperature measurement (1750 Celsius Degree), estimating systematic errors and uncertainty of measurement of temperature in a industrial furnace.

[pt] Imprescindível para quaisquer aplicações de visão computacional ou realidade aumentada, a calibração de câmera é o processo no qual se obtém os parâmetros intrínsecos e extrínsecos da câmera, tais como distância focal, ponto principal e valores que mensuram a distorção ótica da lente. Atualmente o método mais utilizado para calibrar uma câmera envolve o uso de imagens de um padrão planar em diferentes perspectivas, a partir das quais se extrai pontos de controle para montar um sistema de equações lineares cuja solução representa os parâmetros da câmera, que são otimizados com base no erro de reprojeção 2D. Neste trabalho, foi escolhido o padrão de calibração aneliforme por oferecer maior precisão na detecção dos pontos de controle. Ao aplicarmos técnicas como transformação frontal-paralela, refinamento iterativo dos pontos de controle e segmentação adaptativa de elipses, nossa abordagem apresentou melhoria no resultado do processo de calibração. Além disso, propomos estender o modelo de otimização ao redefinir a função objetivo, considerando não somente o erro de reprojeção 2D, mas também o erro de colinearidade 2D. / [en] Crucial for any computer vision or augmented reality application, the camera calibration is the process in which one gets the intrinsics and the extrinsics parameters of a camera, such as focal length, principal point and distortions values. Nowadays, the most used method to deploy the calibration comprises the use of images of a planar pattern in different perspectives, in order to extract control points to set up a system of linear equations whose solution represents the camera parameters, followed by an optimization based on the 2D reprojection error. In this work, the ring calibration pattern was chosen because it offers higher accuracy on the detection of control points. Upon application of techniques such as fronto-parallel transformation, iterative refinement of the control points and adaptative segmentation of ellipses, our approach has reached improvements in the result of the calibration process. Furthermore, we proposed extend the optimization model by modifying the objective function, regarding not only the 2D reprojection error but also the 2D collinearity error.

[pt] O Método dos Elementos Discretos (Discrete Element Method - DEM) é uma técnica numérico computacional capaz de simular o comportamento macroscópico de um material via solução das equações do movimento de seus constituintes. Para uma correta predição deste comportamento são informados, como dados de entrada, as características mecânicas dos elementos: os chamados microparâmetros. Contudo, não existe uma receita que determine estes microparâmetros baseados somente nas respostas macroscópicas do material simulado, necessitando de um passo adicional conhecido como Calibração. Tentativa e erro, um método ineficiente por conta de seu fator de escala desfavorável, é o mais comumente utilizado nesta etapa. Este trabalho propõe uma nova abordagem utilizando-se do método de otimização global Generalized Simulated Annealing, minimizando-se a área quadrática normalizada entre as curvas experimentais e calculadas de tensão-deformação axial e deformações volumétrica-axial simultaneamente. Foram efetuadas comparações via ensaio triaxial para dados sintéticos e reais cujos resultados demonstram o aproveitamento e aplicabilidade da técnica proposta. / [en] The Discrete Element Method (DEM) is a numerical computational technique that simulates the macroscopic material behaviour by solving the equations of motion of its constituents. For a correct prediction of this behaviour, are set as input data the mechanical characteristics of the elements, the so-called microparameters. However, there is no recipe for determining these microparameters based solely on the macroscopic responses of the simulated material. It is required an additional step known as Calibration. The method widely used in this calibration is trial and error, although is an inefficient method due its unfavorable scale factor. This work proposes a new approach using the Generalized Simulated Annealing global optimization method, minimizing the normalized quadratic area between the experimental and calculated curves of the axial stress-strain and volumetric-axial deformations curves simultaneously. Comparison is done using triaxial tests for both synthetic and real data whose results demonstrate the usefulness and applicability of the proposed approach.

[pt] Atualmente nos veículos terrestres a melhora de seu desempenho é permanente. Esta melhora, em grande parte está relacionada com seus sistemas de controle. Para o desenho de sistema de controle, tais como, sistema eletrônico de estabilidade ou controle anti-capotagem é preciso prever o comportamento do veículo sob certas condições dinâmicas. Esta predição do comportamento dinâmico do veículo é feita por meio de modelos matemáticos que dependem diretamente de seus parâmetros, tais como a massa, a posição do centro da gravidade, os momentos de inércia entre outros. Tendo em consideração o contexto apresentado, os parâmetros dinâmicos do veículo tem um papel fundamental na melhora do desempenho do veículo, assim como a otimização de seus subsistemas. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um procedimento de estimação dos parâmetros dinâmicos do veículo e a calibração do modelo matemático desenvolvido. Para o processo de estimação se desenvolvem dois modelos do veículo, um feito em MATLAB com 4 graus de liberdade (GDL) e ou outro é trabalhado como uma caixa preta (black-box), que é obtida por meio da biblioteca de ligações dinâmicas (DLL) de um programa de simulação veicular. Métodos de otimização, tais como Evolução Diferencial, Generalized Pattern Serach, Mesh Adaptative Pattern Search e Nelder Mead, são utilizados para estimar os parâmetros dinâmicos do veículo, isto por meio da minimização de um objetivo definido como a diferença entre a resposta real do veículo (obtida do programa de simulação veicular) e a calculada por cada método de otimização. Os parâmetros dinâmicos estimados com o melhor método de otimização, são inseridos no modelo matemático feito em MATLAB para calibrar o modelo. Finalmente, o modelo já calibrado é simulado com diferentes manobras para comprovar a robustez do método e a coerência dos parâmetros estimados. / [en] Nowadays, performance improvement on ground vehicles is prefominant. This improvement is highly correlated with its control systems. To design its control system, with parts as electronic system for stabilization or anti-rollover control, it is necessary to provide the behavior of the vehicle in certain dynamics conditions. This prediction, of the dynamics behavior of the vehicle, is done by mathematical models that depend directly on its dynamics parameters such as gravity center position, inertia moments, among others. Taking into account the actual background, dynamics parameters of the vehicle have an importante role in the improvement of vehicle s performance, as well as in the optimization of its subsystems. This thesis presentes the vehicle and calibration of the mathematical model developed. For the estimation step, two vehicle models were developed, the first one was done in MATLAB with 4 DOF and the other was treated as a black box, which is obtained by Dynamic-Link Libraries (DLLs) from the free vehicular simulation software. Optimization methods, such as Differential Evolution, Generalized Pattern Search, Mesh Adaptive Pattern Search and Nelder Mead, were used to estimate vehicle s dynamics parameters. The fitness function is defined as a difference between the real response of the vehicle (given by vehicular simulation software) and one calculated with each optimization method. The dynamics parameters estimated with the best optimization method are input for the mathematical model developed in MATLAB to calibrate the model. Finally, the calibrated model is simulated with different maneuvers, this is done to test the robustness of the method and the coherence of estimated parameters.