Neste trabalho é feita a análise da expansão e contração de imagens SAR realizada pelo algoritmo de síntese de imagens denominado Chirp Scaling. O processo de mudança de escala da imagem SAR pode ser utilizado, por exemplo, para o registro de imagens visando a sua utilização nos processos de interferometria e no calculo da coerência entre imagens. Faz-se a descrição do algoritmo Chirp Scaling e analisam-se duas metodologias para a mudança da escala da imagem nas dimensões azimutal (direção de vôo do sensor) e radial (direção de propagação da onda eletromagnética). A título de comparação é feita a análise do algoritmo de síntese de imagens denominado Range-Doppler. As duas metodologias de escalonamento utilizadas no algoritmo Chirp Scaling foram avaliadas por intermédio de imagens de alvos pontuais simuladas e por imagens do sensor orbital ERS-1/2.

Este trabalho tem por objetivo analisar o desempenho da solução de segurança definida pela ICAO (International Civil Aviation Organization) para a ATN (Aeronautical Telecommunication Network) que é uma rede global para prover serviço de comunicação de dados para aviação civil. Depois de uma apresentação de arquitetura e serviços ATN e uma revisão sobre questões de criptografia e segurança de rede, é proposto um cenário desenvolvido no software de simulação de redes Opnet Modeler para caracterizar o desempenho obtido com e sem segurança. Neste cenário, aeronaves executam simultaneamente a função Logon da aplicação CM (Context Management), responsável pelo início, autenticação e manutenção de sessões (conexões data link) entre aeronave e estação terrestre. Atendendo a restrição de atraso fim a fim, imposta ao padrão ATN, a sub-rede do cenário proposto mostrou suportar até 50 aeronaves simultaneamente executando CM-Logon em um canal VDL modo 2 com a solução de segurança proposta pela ICAO para a ATN.

O "Sistema de Automatização do Laboratório de Ensaios em Vôo" (SALEV) foi implementado no Laboratório de Ensaios em Vôo (LEV) da Divisão de Ensaios em Vôo (AEV) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), para controlar todo o processo de calibração, cujo principal resultado é o cálculo da incerteza de todas as medições realizadas pelo LEV, o qual realiza todo o processo de calibração. Além disto são desenvolvidas, no LEV, novas técnicas de operação e procedimentos para garantia da qualidade das medições e dos ensaios em vôo. Como resultado da utilização do SALEV, verificaram-se as seguintes melhorias: Redução substancial de erros de operação; Predição de falhas por meio de estudo da tendência (bias) de grandezas de controle; Padronização da execução dos processos de calibração e cálculo da incerteza; Redução do tempo de execução dos processos e Armazenamento dos dados e documentação das calibrações.

Vários fabricantes estão adotando a linguagem Java para desenvolvimento de suas aplicações com intuito de diminuir custos de desenvolvimento, principalmente devido as novas funcionalidades de conexão exigidas pelo mercado.As características da linguagem Java tais como, simplicidade, portabilidade, segurança, reusabilidade e suporte, têm atraído o mercado de sistemas embarcados.Atualmente as aplicações Java podem ser executadas utilizando-se compiladores Java, Máquina Virtual Java (JVM), compiladores Just In Time (JIT) ou processadores Java. Alguns fabricantes têm unido as ferramentas de execução das aplicações Java, com o objetivo de aumentar a velocidade de execução.O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo sobre a aplicabilidade da plataforma Java em sistemas embarcados, envolvendo as ferramentas que o mercado tem disponibilizado e apresentar um estudo de caso utilizando uma ferramenta denominada Tiny Internet Interface (TINI), fabricada pela Dallas Semiconductor, através da qual é possível desenvolver várias aplicações utilizando as interfaces serial, paralela, Ethernet, 1-Wire e Rede Controladora de Area (CAN).

Circuitos eletrônicos chaveados apresentam uma dinâmica extremamente elaborada, que ultimamente, vem sendo objeto de intensivas pesquisas. A característica primordial destes circuitos é a operação chaveada entre diferentes topologias de circuitos, o que ocasiona uma variedade de comportamentos não lineares, que incluem a ocorrência de cenários específicos de bifurcações e mesmo a presença da evolução caótica que podem surgir repentinamente vai colisão de borda. Este trabalho tem por objetivo caracterizar e compreender a dinâmica destes comportamentos no âmbito de uma classe específica de sistemas chaveados que envolvem os conversores DC/DC. A análise destes circuitos concentra desde a análise convencional apresentada na literatura até o desenvolvimento de modelos não lineares apropriados para o estudo dos mesmos. A abordagem de modelamento de Mapas Iterativos Discreto resulta em mapas que oferecem informação mais completas sobre o comportamento dinâmico desses sistemas. Estes mesmos circuitos são usualmente empregados em sistemas de potência de satélites que, conseqüentemente, apresentam comportamentos característicos da dinâmica dos conversores DC/DC. Com isso, além da necessidade de se caracterizar os fenômenos existentes nos sistemas de potência com circuitos conversores, surge a necessidade de se controlar a dinâmica do mesmo, abrindo um campo para se explorar as mais diversas técnicas de controle de caos.

A dinâmica caótica pode ser explorada para a implementação de sistemas de comunicação eficientes e simples. A comunicação empregando caos explora o sincronismo que ocorre entre osciladores caóticos, quando condições bem gerais se aplicam, para transmitir informações adequadamente codificadas dentro do conjunto invariante caótico. Este trabalho estudou técnicas de controle e sincronização de caos, aproveitando a evolução caótica do circuito de Chua em regime de operação de dupla volta e do sistema de Lorenz. Foram abordadas duas formas de se aproveitar características peculiares de sistemas caóticos para se transmitir informações. A primeira forma consistiu em codificar a informação na dinâmica simbólica do sistema através da utilização de pequenas perturbações. A segunda forma utilizou um sinal caótico para mascarar a mensagem codificada na dinâmica simbólica do oscilador de Chua. Investigou-se o comportamento do sistema diante do modelo de um canal com limitações na faixa de passagem e a performance de métodos de compensação dessas limitações.

O presente trabalho tem por objetivo propor uma nova arquitetura e baseada nela, projetar um circuito que funcione como bloco de saída de um controlador baseado na lógica difusa. A nova arquitetura proposta realiza a defuzificação baseada no método defuzificação por altura, sendo composta por circuitos escalonadores, circuitos somadores e circuito multiplicador-divisor, desenvolvidos para operarem no modo corrente. Os mesmos serão implementados, através de hardware analógico, na tecnologia CMOS 0,35mm C35 da AMS - Austria Mikro Systems International AG com tensão de alimentação de 3,3V. Estes circuitos foram, na sua grande maioria, desenvolvidos com base no princípio translinear aplicado a dispositivos CMOS. Como características principais, o dispositivo projetado com base na arquitetura proposta apresentou, através de simulação, baixo consumo de potência, erro dentro da faixa de especificação inicial e, com seu uso, a obtenção de um controlador difuso completo, quando atuou junto com os demais blocos já existentes. Nesta tese são apresentados os resultados de simulação dos blocos constituintes do defuzificador, bem como do sistema completo. A simulação foi realizada no software SPICE. O layout do circuito proposto foi desenvolvido no software Mentor Graphics.

A pronta detecção da ocorrência de falhas em sistemas dinâmicos é essencial na prevenção de condições de operação perigosas e mesmo de avaria física do sistema, o que colocaria em risco recursos valiosos, equipamento vital e vidas humanas. Os métodos convencionais de detecção de falhas, porém, esbarram em limitações de espaço físico, existência de um modelo matemático acurado do sistema e existência de dados sobre o comportando do sistema operando com falhas, entre outros. Nesse trabalho é proposto e avaliado um novo método de Detecção de Falhas em Sistemas Dinâmicos que apresenta vantagens tanto qualitativas quanto quantitativas sobre os métodos já reportados na literatura. O método proposto é fácil de ser entendido em alto nível, tem grande semelhança com a supervisão humana, não necessita de equipamento adicional, não necessita de um modelo acurado do sistema e não precisa de informação nenhuma sobre falhas anteriores no sistema; podendo ser aplicado a sistemas onde os outros métodos dificilmente apresentariam resultados satisfatórios. Nele uma rede Bayesiana é aprendida a partir de medidas do sistema operando normalmente sem falhas e essa rede é então usada na detecção de falhas, inferindo que desvios do comportamento probabilístico aprendido como normal são causados por falhas no sistema. Os resultados obtidos com o novo método, extremamente animadores, são comparados aos obtidos com a utilização de um método baseado em redundância analítica, mostrando-se bastante superior ao mesmo. Resultados adicionais obtidos no isolamento de falhas e na detecção de falhas de um sistema não-linear corroboram os excelentes resultados obtidos, apontando para um grande potencial de uso do método proposto.

Nesta tese é apresentado um Filtro de Partículas Aperfeiçoado para o rastreamento de postura de robôs móveis utilizando odometria e leituras ambientais laser. O método consiste em realizar um predição da postura do robô utilizando o modelo cinemático (odométrico) para, com a postura predita, eliminar o clutter utilizando-se de janelas de validação. Com a Range-Weighted Hough Transform associada a um método de mínimos quadrados, obtêm-se, então, os parâmetros do modelo de observações que,subsequentemente, serão utilizados para atualizar a postura predita. As observações são assimiladas pelo algoritmo de estimação de postura que utiliza um método de amostragem por importância com reamostragem (ISIR) ou filtro de Partículas. O filtro proposto utiliza uma função de importância localmente otimizada e reamostragem de mínima variância para combater a degeneração de partículas, e um passo de movimento MCMC para restaurar a diversidade amostral perdida depois da reamostragem. Os resultados experimentais foram obtidos utilizando-se dados simulados e reais. O desempenho do filtro foi comparado com o filtro Bootstrap e filtro Estendido de Kalman. Para os dados simulados, as curvas de erro quadrático médio foram comparadas ao Limite Inferior de Cramér-Rao Posterior (PCRLB). Para os dados reais um erro médio temporal, baseado em uma trajetória de referência, foi estimado. Adicionalmente, também foram medidos os respectivos tempos de processamento dos algoritmos com diferentes números de partículas. Os resultados mostram que o filtro proposto obteve melhores desempenhos que os filtros Bootstrap e Estendido de Kalman. Mais ainda, devido ao seu bom desempenho com número reduzido de partículas, o filtro de Partículas Aperfeiçoado apresentou um tempo de processamento que possibilita implementação prática em cenários realísticos.

O trabalho desenvolvido apresenta desde um estudo sobre os sensores de estrelas como um todo até uma análise dos componentes ópto-eletrônicos destinados à aplicações aeroespaciais, mais especificamente àqueles destinados ao sensor de estrelas. Na eletrônica, busca-se sempre a redução de massa, dimensões, custo e consumo de energia dos componentes e sistemas. Essa redução se torna ainda mais crítica para satélites, onde um maior consumo de energia, maiores dimensões e massa elevada podem implicar em maior custo da missão, por exemplo, com painéis solares maiores, mais combustível para o lançamento, etc. Assim sendo, a proposta do trabalho foi desenvolver o hardware de um sensor de estrelas que, através da utilização de um sensor de imagem do tipo APS (sensor de pixel ativo) em substituição ao já consagrado CCD (dispositivo de carga acoplada), pudesse ter sua massa, suas dimensões, seu custo e seu consumo de energia reduzidos. Como forma de garantir a substituição do sensor antecessor pelo agora desenvolvido sem perdas das mínimas características necessárias, foram realizados testes de funcionamento com ambos emulando situações simples e outras que pudessem causar problemas na imagem. Através destes testes, pode-se comprovar uma superioridade do novo sensor de estrelas na maioria dos quesitos analisados, demonstrando um bom nível de compatibilidade e menores problemas nas situações de maior exigência. O sensor de estrelas é um projeto do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Divisão de Eletrônica Aeroespacial, onde o mestrando Fernando Celso Tomasi Marques participou de uma equipe responsável pelo desenvolvimento de sensores para aplicações em satélites. Através do controlador, este equipamento é capaz de fornecer para o sistema de atitude a posição dos pontos rastreados. No protótipo de laboratório, as funções do controlador são executadas através de um microcomputador por meio de uma interface apropriada. A eletrônica do sensor executa as funções de geração dos relógios para o sensor de imagem e para a aquisição dos dados de vídeo digitalizados.