Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Banca: Mauricio Galo / Banca: Fernando Marques de Almeida Nogueira / Resumo: Nesta pesquisa é proposta uma metodologia automática para a extração de segmentos de rodovia em imagens aéreas ou orbitais de diferentes resoluções (baixa, média e alta resolução). A metodologia é baseada no conceito generalizado de linhas em imagens digitais, pelo qual as linhas podem ser descritas por feições simétricas entre duas bordas paralelas. No caso específico de imagens de baixa resolução, onde as rodovias manifestam-se como entidades de 1 ou 2 pixels de espessura, as linhas coincidem com as próprias rodovias. Neste caso, a metodologia baseou-se nas seguintes etapas: Realce da malha viária; Aquisição dos limiares de histerese; Detecção de linhas com seleção automática de escala, utilizando o conceito de bordas paralelas; Limiarização por comprimento e Extração das linhas poligonais representando segmentos de rodovia através de algoritmos de poligonização. Em imagens de média e alta resolução as rodovias manifestam-se como faixas estreitas e alongadas e, conseqüentemente, o alvo de extração torna-se o eixo de simetria de cada rodovia. Neste caso, não é necessária apenas a primeira etapa da metodologia proposta para imagens de baixa resolução. Os resultados obtidos na avaliação experimental mostram, de forma geral, que o método proposto atendeu todos os critérios estabelecidos para a extração eficiente de segmentos de rodovias em cenas rurais, proporcionando resultados satisfatórios, de maneira inteiramente automática. / Abstract: In this research an automatic methodology is proposed for road segment extraction in aerial or satellite imagery in different resolutions (low, medium and high resolution). The methodology is based on the generalized concept of lines in digital images, by which lines can be described as center lines between two parallel edges. In specific case of low resolution images, where roads manifest as features of 1 or 2 pixels wide, lines representations coincide with the own roads. In this case, the methodology is based on the following steps: Road network enhancement; Acquisition of the thresholds of histerese; Road detection using the concept of parallel edges; Threshold by the line length criteria; and Polygon extraction representing road segments by polygonization algorithms. In medium and high resolution images roads manifest as narrow and elongated strips and, consequently, the extraction goal becomes the symmetric axis of each road. In this case, it is not necessary only the first step of the methodology proposed for images of low resolution. The results obtained in the experimental estimation indicate, in general form, that the proposed method met all the criteria established for the efficient extraction of road segments in rural scenes, providing satisfactory results, in a completely automatic way. / Mestre

Resumo: A aplicabilidade da rede de comunicação junto com o avanço tecnológico é constantemente explorada pelos projetistas de automação e controle, pois, estas vertentes podem melhorar o desempenho de um processo industrial. O padrão IEEE 1451, surge em meio a estes desafios, com intuito de homologar conceitos e tecnologias para implementar uma rede de transdutores inteligentes. Neste trabalho desenvolveu-se uma plataforma de hardware/software para ser utilizada na automação industrial, tanto cabeamento como sem fio, de acordo com os padrões IEEE 1451.2 e IEEE 1451.5. Essa plataforma, denominada neste trabalho por plataforma IEEE 1451, é composta por um hardware, o Módulo de Interface para Transdutores (TIM - Transducer Interface Module), e por um software Processador de Aplicação para Rede de Comunicação (NCAP - Network Capable Application Processor). A lógica de controle e as especificações dos transdutores (TEDS - Transducer Electronics Data Sheet) foram inseridas no TIM por meio da programação (linguagem C/C++) do processador NIOS II e o hardware sintetizado em FPGA da família Cyclone II, especificamente na placa de desenvolvimento DE2 da Altera Corporation. A programação do processador NIOS II baseou-se em um template definido neste trabalho como IEEE 1451 que possui funções e bibliotecas específicas para atender às funcionalidades das aplicações e das normas IEEE 1451. O NCAP possui características de um software supervisório e foi desenvolvido com tecnologia Java no ambiente NetBeans IDE (Integrated Development Environment) versão 6.5. Entre as principais funções deste NCAP está a capacidade de enviar e receber os dados através da porta RS232, geração de relatório incluindo a TEDS, interface gráfica dinâmica e identificação de usuários. A plataforma IEEE 1451 foi testada... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Designers usually exploit the fast evolution of technology along with the application of communication networks to improve the performance on industrial processes. The IEEE 1451 standard comes to aid in the development of networks of intelligent transducers, by defining concepts and technologies used in their implementations. This works intends to provide an application consisting of a hardware/software platform to be used in industrial automation, either wireless or not, according to the 1451.2 and 1451.5 IEEE standards. This IEEE 1451 platform is composed by a hardware part, the Transducer Interface Module (TIM), and a software part, the Network Capable Application Processor (NCAP). The control logic and the transducer specifications (TEDS - Transducer Electronics Data Sheet) were inserted in the TIM by programming in C/C++ a NIOS II processor, synthesized in a FPGA of the Cyclone II family, using the DE2 development board from Altera Corporation. The NIOS II programming was based on an IEEE 1451 template, with functions and libraries to implement the functionalities of the IEEE 1451 applications and guidelines. The NCAP software resembles a supervisory system and was developed in Java in the NetBeans integrated development environment, version 6.5. Amongst its main functions are the capabilities of report generation including TEDS, a dynamic graphical interface, user identification and the ability to send and receive data through a RS232 port. This IEEE 1451 platform was tested in the automation of different applications, demonstrating its flexibility and rapid prototyping suited for the development of control systems. Other advantages are the use of an object oriented language in the development of the NCAP software, which facilitates the code reuse, and the use of reconfigurable hardware for the TIM implementation. The results from this work showed that the technology applied... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Coorientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Dionizio Paschoareli Junior / Banca: Luis Carlos Origa de Oliveira / Banca: Eduardo do Valle Simões / Banca: Mauro Conti Pereira / Doutor

Orientador: Nobuo Oki / Banca: Dalva Maria de Oliveira Villarreal / Banca: Luis Paulo Barbour Scott / Resumo: O presente trabalho teve, como objetivo, estudar as características e os tipos de parâmetros existentes para análise do clima, fazer uma comparação entre os sistemas de monitoramento e acompanhamento climáticos em funcionamento hoje e ainda propor uma nova abordagem de construção de um software que possa seguir as prerrogativas de software livre e que esteja disponível na Internet, com baixo custo de implementação. Atendendo assim de maneira simples a todos que necessitem de informações destes parâmetros climáticos para os auxiliarem na tomada de decisão, nas mais diversas áreas da sociedade, estas informações estão dispostas na Internet on-line ou podem ser recebidas automaticamente por e-mail mediante prévio cadastramento. / Abstract: The present work had as objective, to study the characteristics and types of existing parameters for analysis of the climate, and make a comparison between the systems of climatic monitoring and accompaniment in functioning today and to consider a new approaching of construction of a new software that can follow the prerogatives of free software and is available in the Internet with low cost of implementation. Thus taking serving in a simple way for all that need information of these climatic parameters to assist them in taking decision, in most diverse areas of the society, these information are made to use in the Internet on-line or can be received automatically by email by means of previous cadastre. / Mestre

Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Banca: Nilton Nobuhiro Imai / Banca: Maurício Galo / Banca: Edson Aparecido Mitishita / Resumo: As metodologias para a extração automática de telhados desempenham um papel importante no contexto de aquisição de informação espacial para Sistemas de Informação Geográficas (SIG). Neste sentido, este trabalho propõe uma metodologia para extração automática de contornos de telhado de edifícios utilizando dados de varredura a laser. A metodologia baseiase em duas etapas principais: 1) Extração de regiões altas (edifícios, árvores etc.) de um Modelo Digital de Elevação (MDE) gerado a partir dos dados laser; 2) Extração das regiões altas que correspondem a contornos de telhados. Na primeira etapa são utilizadas as técnicas de divisão recursiva, via estrutura quadtree e de fusão Bayesiana de regiões considerando Markov Random Field (MRF). Inicialmente a técnica de divisão recursiva é usada para particionar o MDE em regiões homogêneas. No entanto, devido a ligeiras diferenças de altura no MDE, nesta etapa a fragmentação das regiões pode ser relativamente alta. Para minimizar essa fragmentação, a técnica de fusão Bayesiana de regiões é aplicada nos dados segmentados. Utiliza-se para tanto um modelo hierárquico, cujas alturas médias das regiões dependem de uma média geral e de um efeito aleatório, que incorpora a relação de vizinhança entre elas. A distribuição a priori para o efeito aleatório é especificada como um modelo condicional auto-regressivo (CAR). As distribuições a posteriori para os parâmetros de interesse foram obtidas utilizando o Amostrador de Gibbs. Na segunda etapa os contornos de telhados são identificados entre todos os objetos altos extraídos na etapa anterior. Levando em conta algumas propriedades de telhados e as medidas de alguns atributos (por exemplo, área, retangularidade, ângulos entre eixos principais de objetos) é construída uma função de energia a partir do modelo MRF. / Abstract: Methodologies for automatic building roof extraction are important in the context of spatial information acquisition for geographical information systems (GIS). Thus, this work proposes a methodology for automatic extraction of building roof contour from laser scanning data. The methodology is based on two stages: 1) Extraction of high regions (buildings, trees etc.) from a Digital Elevation Model (DEM) derived from laser scanning data; 2) Building roof contour extraction. In the first stage is applied the recursive splitting technique using the quadtree structure followed by a Bayesian merging technique considering Markov Random Field (MRF) model. The recursive splitting technique subdivides the DEM into homogeneous regions. However, due to slight height differences in the DEM, in this stage the region fragmentation can be relatively high. In order to minimize the fragmentation, a region merging technique based on the Bayesian framework is applied to the previously segmented data. Thus, a hierarchical model is proposed, whose height values in the data depend on a general mean plus a random effect. The prior distribution for the random effects is specified by the Conditional Autoregressive (CAR) model. The posterior probability distributions are obtained by the Gibbs sampler. In the second stage the building roof contours are identified among all high objects extracted previously. / Doutor

Orientador: Claudio Angelo Agostinho / Banca: Margarida Maria Barros / Banca: Luiz Edivaldo Pezzato / Banca: Maria Célia Portella / Banca: Robie Allan Bombardelli / Resumo: O presente estudo tem como objetivos avaliar o efeito de elevadas frequências de alimentação nas fases iniciais de criação de tilápia (Oreochromis niloticus) da linhagem GIFT sobre o desempenho produtivo, reversão sexual. Foram utilizados 24 hapas com abertura de malhas de (1 mm e 7 mm) , distribuídos em um viveiro de 1000 m2, com profundidade média de 1,5 metros e renovação de água de 7 % do volume total. As pós-larvas de tilápias, com peso e comprimento médio 0,015 ± 0,002 g e 10 ± 4 mm respectivamente, foram alojadas na densidade de 2 larvas por litro totalizando 500 larvas por hapa. Um sistema automatizado de alimentação foi instalado individualmente nos hapas. As pós-larvas foram submetidas a quatro diferentes frequências alimentares durante o dia e a noite: T24 (24 vezes - hora em hora); T32 (32 vezes - 45 em 45minutos); T48 (48 vezes - 30 em 30 minutos) e T96 (96 vezes - 15 em 15minutos) com seis repetições por tratamento. O processo de reversão sexual foi de 14 dias de administração de hormônio incorporado a dieta, e consequentemente foram alimentados com outras dietas por um período de 70 dias. Semanalmente foram realizadas biometrias de 50 animas, de cada unidade experimental, para a correção da oferta de alimento. Todas as frequências utilizadas foram eficientes no processo de reversão sexual em 14 dias. A frequência de 48 vezes de alimentação apresentou os melhores resultados para ganho de peso, peso médio final, sobrevivência e reversão sexual. Na fase juvenil não houve diferença significativa entre as frequências alimentares / Abstract: The present study has objectives to evaluate the effect high feeding frequency in the initial phases of tilapia (Oreochromis niloticus) of strain GIFT on the growth performance, sex reversal. Were used 24 hapas with opening of meshes of (1 mm and 7 mm), distributed in a pond of 1000 m2, with medium depth of 1,5 meters and renewal of water of 7% of the total volume. The fry with medium weight and length (0.015 ± 0.002 g and 10.4 mm) respectively, with in the density of 2 fry by liter. An automated feeding system was installed individually in the hapas. The fry were submitted to four different feeding frequencies during the day and the night: T24 (24 times - hour in hour); T32 (32 times - 45 in 45 minutes); T48 (48 times - 30 in 30 minutes) and T96 (96vezes - 15 in 15 minutes) with six repetitions for treatment. The sex reversal process was in 14 days of administration the hormone diet, and consequently they were fed with other diets by a period of 70 days. Weekly samplings of 50 fish were accomplished, of each experimental unit, for the correction of the food offer. The high feeding frequencies were effective in the sex reversal process in 14 days, The feeding frequency of 48 presented the best results for weight wining, final medium weight, survival and sex reversal.. In the juvenile there was not significant difference among feeding frequencies / Doutor

Resumo: Neste trabalho é apresentada uma ferramenta de tradução, que converte sistemas de controle descritos na linguagem de automação LOGO!Soft, para um modelo VHDL correspondente. O software desenvolvido, denominado "LOGO2VHDL", contém funções básicas e especiais disponíveis no LOGO!Soft. Nesta ferramenta, o usuário acostumado em programar o CLP LOGO!Soft pode facilmente obter uma descrição VHDL cujo modelo funcional, pode ser sintetizado, no ambiente QUARTUS II da Altera. Este trabalho teve como objetivo principal estudar uma nova metodologia, que visa o emprego de dispositivos lógicos programáveis (PLDs) como uma forma alternativa ao emprego dos controladores lógicos programáveis (CLPs) no controle automatizado de processos. A ferramenta foi avaliada através de estudos de casos descrevendo sistemas de controle simples e complexos. Em todos os casos, os resultados das simulações mostram a viabilidade desta nova abordagem em automatizar sistemas de controle. / Abstract: In this work it is presented a translation tool that converts control systems described in the automation language LOGO!Sof, for a model corresponding VHDL. The developed software, denominated "LOGO2VHDL", contains basic and special functions available in LOGO!Soft. In this tool, the accustomed user in programming the CLP LOGO!Soft can easily obtain a description VHDL whose functional model can be synthecized in the environment QUARTUS II of the Altera. This work had as main objective to study a new methodology that seeks the employment of programmable logical devices (PLDs) as an alternative form to the programmable logical controllers' employment (CLPs) in the automated control of processes. The tool was evaluated through studies of cases describing simple and complex control systems. In all the cases, the results of the simulations show the viability of that new approach in automating control systems. / Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Coorientador: Carlos Antonio Alves / Banca: José Paulo Fernandes Garcia / Banca: Márcio da Silva Vilela / Mestre

Orientador: José Angelo Cagnon / Banca: Nelson Miguel Teixeira / Banca: Edwin Avolio / Banca: Diógenes Pereira Gonzaga / Banca: André Torre Neto / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a configuração de um sistema de supervisão e controle de irrigação utilizando técnicas de inteligência artificial. De acordo com metodologia adotada, o seu desenvolvimento foi realizado em três fases distintas. Inicialmente foram construídos os seguintes módulos de hardware: Unidade de Sensores, Unidade Concentradora de Dados e Sensor de Umidade do Solo do tipo Capacitivo. Em seguida foi criada uma aplicação através do programa de supervisão e controle do tipo SCADA, Elipse PRO, dedicada à supervisão e controle de uma casa de vegetação. Na fase final foram coletados os dados necessários para o treinamento de uma rede neural artificial que é parte integrante do sensor de umidade de solo do tipo capacitivo. Os resultados obtidos através de um conjunto de teste de medidas demonstraram que o sensor capacitivo apresenta comportamento e desempenho similares ao do sensor de do tipo TDR, o que permite concluir que esta solução pode representar uma significativa contribuição, viabilizando a implantação de sistemas de supervisão e controle em processos de irrigação com uma relação custo/benefício em níveis aceitáveis. / Abstract: The present work had as objective the configuration of a supervisory and control system for irrigation using artificial intelligence techniques. In agreement with adopted methodology, its development was accomplished in three different phases. Initially the following hardware modules were built: Sensors Unit, Data Concentrator Unit and a Capacitive type Soil Moisture Sensor. Soon afterwards an application was created through the supervisory and control program of the type SCADA, Ellipse PRO, dedicated to the supervision and control of a green house. In the final phase the necessary data were collected for the training of an artificial neural network that is integral part of the capacitive type soil moisture sensor. With the application developed in the Ellipse PRO a database was created for the training of the artificial neural network, containing a group of 2440 measures of soil moisture obtained through a capacitive type sensor and a TDR type sensor. The results obtained through a group of test of measures demonstrated that the capacitive sensor presents a similar behavior to the of the TDR type sensor, the one that allows conclude that this solution can represent a significant contribution, making possible the implantation of supervisory and control systems in irrigation processes with a cost/benefit relationship in acceptable levels. / Doutor