Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-17T14:25:30Z No. of bitstreams: 1 serpentini2009.pdf: 12924209 bytes, checksum: 2f48977be81dbf0b08b3ccfa824d2703 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-17T14:34:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 serpentini2009.pdf: 12924209 bytes, checksum: 2f48977be81dbf0b08b3ccfa824d2703 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T14:34:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 serpentini2009.pdf: 12924209 bytes, checksum: 2f48977be81dbf0b08b3ccfa824d2703 (MD5) / É descrito neste trabalho o desenvolvimento completo de uma câmera digital especial para uso científico e sua aplicação em espectrofotometria. São detalhadas todas as etapas do desenvolvimento da câmera, que cobre a fundamentação teórica até o projeto de circuitos, montagem de placas de circuito impresso e desenvolvimento de softwares. A câmera desenvolvida neste trabalho foi proposta com intuito de ser inserida ao espectrofotometro construído no Laboratório de Propriedades Ópticas (LaPO) do Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia. Este equipamento permite a mudança do método de varredura atualmente utilizado para um sistema instantâneo de aquisição, o que proporciona uma maior produtividade dos pesquisadores do LaPO. É proposto também um método para simplificacão na geração de sinais em sistemas embarcados, com possibilidade de uso em sistemas de tempo real. Experimentalmente após integração e calibração da câmera ao espectrofotometro, foram adquiridos dados que se mostraram satisfatórios aos propósitos experimentais.

O problema de contagem de pessoas em uma determinada região é de grande importância, e tem várias aplicações, tais como: planejamento dos serviços fornecidos por cinemas, shoppings centers, companhias de ônibus, assim como para o monitoramento do tráfego de pedestres em áreas urbanas. A necessidade de se conceber sistemas confiáveis capazes de contabilizar, em tempo real, o número de pessoas circulando em uma determinada região tem sido evidenciado por essas aplicações. Este trabalho apresenta um sistema de baixo custo para a estimação do fluxo multidirecional de pedestres, em ambientes abertos e não restritos, baseado na seqüência de imagens digitais, capturadas por uma única câmera vídeo tipo WEBCAM. A câmera é colocada na vertical do espaço a ser monitorado e conectada a um PC através da porta USB. A metodologia tem como base o trabalho desenvolvido por Pádua (2002) e utiliza o algoritmo proposto em Lucas e Kanade (1981) que computa o fluxo óptico das imagens capturadas pela câmera. Uma análise espaço-temporal desse fluxo é realizada para determinar o fluxo multidirecional dos pedestres. / The problem in counting people in restricted area is of great importance in planning the services offered by cinemas, malls and bus companies and also for controlling pedestrians traffic in urban areas. These applications have evinced the need for developing reliable real time systems capable of counting pedestrians in regions of interest. This work presents a low cost system for estimating the multidirectional flow of pedestrians in open areas and non-restricted areas. This system has only one WEBCAM placed in a vertical position in the area to be monitored. This camera is connected to the PC computer system through the USB port. The methodology is based in the work developed by Pádua (2002) and in the algorithm proposed by Lucas e Kanade (1981) that computerizes the optical flow of the images acquired by the stationary camera. The multidirectional flow is estimated by the temporal-space analysis of this optical flow

O problema de contagem de pessoas em uma determinada região é de grande importância, e tem várias aplicações, tais como: planejamento dos serviços fornecidos por cinemas, shoppings centers, companhias de ônibus, assim como para o monitoramento do tráfego de pedestres em áreas urbanas. A necessidade de se conceber sistemas confiáveis capazes de contabilizar, em tempo real, o número de pessoas circulando em uma determinada região tem sido evidenciado por essas aplicações. Este trabalho apresenta um sistema de baixo custo para a estimação do fluxo multidirecional de pedestres, em ambientes abertos e não restritos, baseado na seqüência de imagens digitais, capturadas por uma única câmera vídeo tipo WEBCAM. A câmera é colocada na vertical do espaço a ser monitorado e conectada a um PC através da porta USB. A metodologia tem como base o trabalho desenvolvido por Pádua (2002) e utiliza o algoritmo proposto em Lucas e Kanade (1981) que computa o fluxo óptico das imagens capturadas pela câmera. Uma análise espaço-temporal desse fluxo é realizada para determinar o fluxo multidirecional dos pedestres. / The problem in counting people in restricted area is of great importance in planning the services offered by cinemas, malls and bus companies and also for controlling pedestrians traffic in urban areas. These applications have evinced the need for developing reliable real time systems capable of counting pedestrians in regions of interest. This work presents a low cost system for estimating the multidirectional flow of pedestrians in open areas and non-restricted areas. This system has only one WEBCAM placed in a vertical position in the area to be monitored. This camera is connected to the PC computer system through the USB port. The methodology is based in the work developed by Pádua (2002) and in the algorithm proposed by Lucas e Kanade (1981) that computerizes the optical flow of the images acquired by the stationary camera. The multidirectional flow is estimated by the temporal-space analysis of this optical flow

Nos últimos anos, acompanhar o desenvolvimento de uma cultura tem se tornado cada vez mais imprescindível para a tomada de decisões. Sistemas aéreos remotamente pilotados são muito promissores em aplicações de monitoramento. Sua flexibilidade, facilidade de operação e construção relativamente barata os tornam os melhores candidatos para monitorar atividades na agricultura de precisão, onde as reações imediatas de manejo às doenças das plantas, à falta de nutrientes das plantas e às mudanças ambientais são o ponto focal para eficiência e produtividade das plantações. No entanto, no Brasil a utilização desta tecnologia ainda é limitada e o número de publicações científicas sobre o assunto é escasso. No caso específico da cana-de-açúcar, a utilização de aeronave remotamente pilotada (RPA) é bastante promissora e publicações científicas internacionais são limitadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade de imagens obtidas a partir de câmeras com diferentes bandas espectrais embarcadas em RPA para obtenção de modelos tridimensionais para estimativa de altura, produtividade e variabilidade espacial. As coletas foram realizadas ao longo da safra 2014/2015, durante o período de um ano. Foi utilizada uma aeronave remotamente pilotada equipada com uma câmera digital com sensibilidade na região espectral do visível (RGB) e outra na região espectral do infravermelho próximo (IVP) sincronizadas com um sistema de navegação global por satélite (GNSS). Este sistema possibilitou a aquisição de imagens com altíssima resolução (3 cm pixel-1) e permitiu a geração de orto-mosaicos e modelos digitais de superfícies (MDS) através de métodos de reconstrução automática em 3D, ajustados por pontos de controle em solo. O RPA seguiu um plano de voo pré-determinado sobre o local do estudo para garantir a aquisição de imagens com cruzamento e sobreposição superior a 90%. O método de validação foi conduzido a partir das medidas de altura obtidas a campo com o auxílio de régua topográfica. Após o processamento das imagens aéreas foi possível a identificação das áreas com ausência de fechamento de dossel, observando também a relação desses locais com o baixo desenvolvimento da altura das plantas ao longo de seu ciclo. A regressão entre os valores da estimativa de altura obtidas com as simulações apresentou erro relativo inferior a 13%, já a estimativa da produtividade apresentou erro na faixa de 6%. A estimativa de altura e produtividade demonstram o alto potencial para o monitoramento e avaliação de talhões de cana-de-açúcar, podendo ser uma ferramenta utilizada no apoio a gestão destas áreas. / In the last few years, monitoring the development of a culture has become increasingly imperative for decision-making. Remotely piloted aircraft systems (RPA) are very promising in monitoring applications. Their flexibility, ease of operation, and relatively inexpensive construction make them the best candidates to monitor precision farming activities where immediate management responses to plant diseases, lack of plant nutrients, and environmental changes are the focal point for efficiency And productivity of plantations. However in Brazil the use of this technology is still limited and the number of scientific publications on the subject is scarce. In the specific case of sugarcane the use of RPA is very promising and international scientific publications are limited. The objective of this work was to evaluate the potentiality of images obtained from cameras with different spectral bands embedded in RPA to obtain three - dimensional models for estimation of height, productivity and spatial variability. The collections were carried out during the 2014/2015 harvest, during a period of one year, using a remotely piloted aircraft equipped with a digital camera with sensitivity in the visible spectral region (RGB) and another in the near infrared spectral region (NIR) Synchronized with a GNSS. This system allowed the acquisition of images with very high resolution (3 cm pixel-1) allowing the generation of ortho-mosaics and digital surface models (DSM), through automatic 3D reconstruction methods adjusted by control points in soil. The RPA followed a pre-determined flight plan on the study site to ensure cross-over and overlapping acquisition of over 90%. The validation method was carried out from the height measurements obtained in the field with the aid of topography. After the aerial images processing, it was possible to identify the areas of crop failure, also observing the relation of these locations with the low development of plant height throughout its cycle. The regression between the values of the height estimation obtained with the simulations resulted in a relative error of less than 13%. The results obtained demonstrate the high potential of this technique for monitoring and evaluation of sugarcane fields, and can be a tool used to support the management of these areas.

Nesta dissertação, a observação do céu noturno utilizando como instrumento câmeras fotográficas comuns, sem qualquer pretensão profissional, adquire uma dimensão importante como instrumento de apoio ao Ensino de Astronomia, permitindo que estudantes de escolas públicas, ou qualquer pessoa interessada em aprender astronomia, tenha fácil acesso, uma vez que instrumentos óticos como telescópios, são acessíveis a bem poucos. Sob este ponto de vista, é vital oferecer aos estudantes da escola básica e a toda e qualquer pessoa interessada em ciências, oportunidade de participarem de atividades didáticas através da fotografia do céu noturno, resgatando assim o hábito latente de olhar para céu, esquecido pelas novas gerações, vítimas da poluição atmosférica e luminosa, fruto de nossa tecnologia mal dimensionada. O objetivo é incentivar o interesse pela astronomia, estabelecendo um contato sistemático deles com o céu noturno, despertando em cada um a questão fundamental: qual posição ocupamos no contexto do Universo. Este trabalho se preocupa principalmente em proporcionar estratégias acessíveis para fotografar o Céu e de como tratar sobre propostas didáticas para a Fotografia do Céu, utilizando equipamentos simples. Nosso objeto de estudo partiu de uma análise dos conteúdos de astronomia presentes na grade de Ensino Médio das escolas administradas pelo Centro Paula Souza, vinculados aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Essa avaliação se apoiou em dois pontos de vista. No primeiro a análise se deu a partir dos conteúdos de astronomia presentes nos livros didáticos adotados pelas escolas para o triênio 2018/2019/2020, alinhados com os Parâmetros Curriculares Nacionais e a grade do ensino médio nas escolas técnicas. O segundo ponto de vista se deu através de uma pesquisa on-line com os estudantes dessas escolas, avaliando o percentual desses conteúdos a que eles efetivamente tiveram contato. Para subsidiar a análise desses percentuais, executamos um estudo sobre o conteúdo de Astronomia, na qual foram elencadas cinco questões, ligadas à proposição de temas abordados pelos professores das disciplinas que contém o tema Astronomia História da Astronomia; Sistema Solar; Estações Climáticas; Sistema Terra-Lua-Sol e Constelações do Hemisfério Sul. Os resultados mostram que, apesar da coerência entre os Parâmetros Curriculares Nacionais e a grade do ensino médio analisados, um percentual significativo de estudantes disseram não terem tido contato com um ou mais temas. A pesquisa serviu como norteadora da necessidade de elaboração e da aplicação de um material didático composto por atividades e oficinas que, utilizando a fotografia do céu noturno, a experimentação e construção de materiais didáticos, atuou como catalizador do aprendizado, reforçando esses conteúdos, utilizando as muitas formas de abordar os conceitos contidos no ensino médio, estimulando os estudantes e até mesmo professores a refletir sobre como nos relacionamos e aprendemos sobre o Universo. / In this work, the observation of the Night Sky using common photographic cameras as instrument, without any professional pretension, acquires an important dimension as a support tool for Astronomy Teaching, allowing students from public schools, or anyone interested in learning astronomy, to have easy access, since optical instruments such as telescopes are accessible to very few people. Under this point of view, it is vital to offer to students of elementary school, and to anybody interested in sciences, the opportunity to participate in didactic activities through photographs of the Night Sky, recovering therefore the habit of looking at the sky, forgotten by the new generations, victims of the atmospheric and luminous pollution, fruit of our ill-directed technology. The goal is to rise the interest for astronomy, establishing a systematic contact with the Night Sky, waking up in each one the fundamental question: which position do we occupy in the context of the Universe? This work concerns mainly in providing accessible strategies to photograph the sky and how do we deal on didactic proposals Sky photographs using simple equipment. Our object of study was based on an analysis of the astronomy contents present in the regular high-school curriculum of the schools administered by the Paula Souza Center, linked to the National Curricular Parameters. This assessment was based on two points of view. In the first one the analysis was based on the astronomy contents present in the textbooks adopted by the schools for the triennium 2018/2019/2020, aligned with the National Curricular Parameters and the high school curriculum in the technical schools. The second point of view was through an online survey with the students of these schools, evaluating the percentage of these contents to which they actually had contact. In order to subsidize the analysis of these percentages, we performed a study on the Astronomy contents, in which five issues were listed, related to the proposal of topics addressed by the teachers of the disciplines that contains the theme Astronomy - \"History of Astronomy\"; \"Solar system\"; \"Climatic seasons\"; \"Sun-Earth-Moon System\" and \"Constellations of the Southern Hemisphere\". The results show that, despite the consistency between the National Curriculum Parameters and the high school curriculum analyzed, a significant percentage of students said they did not have contact with one or more subjects. The research served as a guideline for the need to elaborate and apply a didactic material composed of activities and workshops that, using Night Sky photography, experimentation and construction of didactic materials, acted as a catalyst for learning, reinforcing these contents, using many ways to approach the concepts contained in high school, encouraging students and even teachers to reflect on how we relate and learn about the Universe.

Nos últimos anos, acompanhar o desenvolvimento de uma cultura tem se tornado cada vez mais imprescindível para a tomada de decisões. Sistemas aéreos remotamente pilotados são muito promissores em aplicações de monitoramento. Sua flexibilidade, facilidade de operação e construção relativamente barata os tornam os melhores candidatos para monitorar atividades na agricultura de precisão, onde as reações imediatas de manejo às doenças das plantas, à falta de nutrientes das plantas e às mudanças ambientais são o ponto focal para eficiência e produtividade das plantações. No entanto, no Brasil a utilização desta tecnologia ainda é limitada e o número de publicações científicas sobre o assunto é escasso. No caso específico da cana-de-açúcar, a utilização de aeronave remotamente pilotada (RPA) é bastante promissora e publicações científicas internacionais são limitadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade de imagens obtidas a partir de câmeras com diferentes bandas espectrais embarcadas em RPA para obtenção de modelos tridimensionais para estimativa de altura, produtividade e variabilidade espacial. As coletas foram realizadas ao longo da safra 2014/2015, durante o período de um ano. Foi utilizada uma aeronave remotamente pilotada equipada com uma câmera digital com sensibilidade na região espectral do visível (RGB) e outra na região espectral do infravermelho próximo (IVP) sincronizadas com um sistema de navegação global por satélite (GNSS). Este sistema possibilitou a aquisição de imagens com altíssima resolução (3 cm pixel-1) e permitiu a geração de orto-mosaicos e modelos digitais de superfícies (MDS) através de métodos de reconstrução automática em 3D, ajustados por pontos de controle em solo. O RPA seguiu um plano de voo pré-determinado sobre o local do estudo para garantir a aquisição de imagens com cruzamento e sobreposição superior a 90%. O método de validação foi conduzido a partir das medidas de altura obtidas a campo com o auxílio de régua topográfica. Após o processamento das imagens aéreas foi possível a identificação das áreas com ausência de fechamento de dossel, observando também a relação desses locais com o baixo desenvolvimento da altura das plantas ao longo de seu ciclo. A regressão entre os valores da estimativa de altura obtidas com as simulações apresentou erro relativo inferior a 13%, já a estimativa da produtividade apresentou erro na faixa de 6%. A estimativa de altura e produtividade demonstram o alto potencial para o monitoramento e avaliação de talhões de cana-de-açúcar, podendo ser uma ferramenta utilizada no apoio a gestão destas áreas. / In the last few years, monitoring the development of a culture has become increasingly imperative for decision-making. Remotely piloted aircraft systems (RPA) are very promising in monitoring applications. Their flexibility, ease of operation, and relatively inexpensive construction make them the best candidates to monitor precision farming activities where immediate management responses to plant diseases, lack of plant nutrients, and environmental changes are the focal point for efficiency And productivity of plantations. However in Brazil the use of this technology is still limited and the number of scientific publications on the subject is scarce. In the specific case of sugarcane the use of RPA is very promising and international scientific publications are limited. The objective of this work was to evaluate the potentiality of images obtained from cameras with different spectral bands embedded in RPA to obtain three - dimensional models for estimation of height, productivity and spatial variability. The collections were carried out during the 2014/2015 harvest, during a period of one year, using a remotely piloted aircraft equipped with a digital camera with sensitivity in the visible spectral region (RGB) and another in the near infrared spectral region (NIR) Synchronized with a GNSS. This system allowed the acquisition of images with very high resolution (3 cm pixel-1) allowing the generation of ortho-mosaics and digital surface models (DSM), through automatic 3D reconstruction methods adjusted by control points in soil. The RPA followed a pre-determined flight plan on the study site to ensure cross-over and overlapping acquisition of over 90%. The validation method was carried out from the height measurements obtained in the field with the aid of topography. After the aerial images processing, it was possible to identify the areas of crop failure, also observing the relation of these locations with the low development of plant height throughout its cycle. The regression between the values of the height estimation obtained with the simulations resulted in a relative error of less than 13%. The results obtained demonstrate the high potential of this technique for monitoring and evaluation of sugarcane fields, and can be a tool used to support the management of these areas.