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Análise numérica de novos métodos de elementos finitos estabilizados e enriquecidos aplicados à modelos de reação-difusão elíptico e parabólico / Numerical analysis of new enriched and stabilized finite element methods applied for elliptic and pParabolic reaction-diffusion models

Honório Joaquim Fernando 30 July 2010 (has links)
Quatro novos métodos de elementos finitos destinados a resolução de problemas de reacao-difusao singularmente perturbados, e designados por método de Galerkin enriquecido (MGE), metodo estabilizado multiescala (MEMp) e (MEM-g), e método enriquecido de Petrov-Galerkin descontinuo no tempo (MEPGDT), são propostos. Os três primeiros métodos são dedicados a resolução da equação de reacao-difusao estacionaria, enquanto que o ultimo e proposto para resolver a equacao de reacao-difusao transiente. Estimativas a priori de erro ótimas nas normas naturais L2 e H1 são derivadas para os métodos MGE, MEM-p e MEM-g. Para o MEPGDT, uma estimativa a priori de erro otima na norma da energia, e fornecida. As taxas de convergência teóricas são confirmadas atraves de diversos experimentos numéricos. Os novos métodos numéricos são também validados numericamente através da resolução de problemas singularmente perturbados que demonstram a ótima performance dos novos métodos propostos. / Four new finite element methods, namely, Galerkin Enriched Method (MGE),Multiscale Stabilizad Method (MEM-p) and (MEM-g), and time-discontinuous Petrov-Galerkin Enriched Method (MEPGDT), are proposed to solve singularly perturbed reaction-difuusion problems. We dedicated the first three methods for solving stationary reaction-di_usion equation, while the latter handles the transient case. Optimal a priori error estimates in L2 and H1 norm for MGE, MEM-p and MEM-g are derived. For MEPGDT, a priori optimal error estimate in the energy norm is provided. Theoretical convergence rates are con_rmed and further investigated by numerical experiments. Also, the methods are validated through several numerical tests of singularly perturbed type, which demonstrate their good performance.
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Termodinâmica em sistemas gravitacionais / Thermodynamics in gravitational systems

Walace de Sousa Elias 03 May 2017 (has links)
As propriedades termodinâmicas relacionadas a um gás composto por partículas bosônicas em geometrias esfericamente simétricas são apresentadas ao longo deste trabalho. Utilizando o formalismo proposto por Ishibashi e Kodama, verificou-se que as equações de movimento associadas aos campos escalar e eletromagnético podem ser reduzidas a uma equação tipo Schrödinger. Ao considerarmos algumas soluções esfericamente simétricas observou-se que o espectro de energia associado às partículas é discretizado. Em particular, no estudo das lightspheres, superfícies onde os fótons estão confinados em órbitas fechadas, propomos um mecanismo de quantização para as partículas bosônicas. Estudamos algumas propriedades termodinâmicas e dentro deste tratamento, é apresentada uma expressão para a densidade de energia espectral da radiação emitida. Nossos resultados sugerem que as lightspheres quando termalizadas com o seu ambiente, possuem propriedades termodinâmicas não-usuais. Ao levarmos em consideração a presença da constante cosmológica negativa, constatou-se que além de um espectro de energia discretizado, a geometria adS possui um comportamento confinante, podendo ser interpretada como uma caixa de tamanho conhecido. Considerando um gás de partículas bosônicas confinadas na geometria anti-de Sitter, obtivemos as grandezas termodinâmicas associadas tais como energia interna, entropia e pressão. Para a energia interna observamos um comportamento diferente do usual para o limite de baixas temperaturas. / The thermodynamic properties related to a gas composed of bosonic particles in spherically symmetrical geometries are presented in this work. Using the formalism proposed by Ishibashi and Kodama, we have seen that the equations of motion associated to the scalar and electromagnetic fields can be reduced to a Schrödinger-like equation. For some spherically symmetrical solutions it has been demonstrated that the energy spectrum associated with the particles is discretized. In particular, when we considered lightspheres, surfaces where photons are confined in closed orbits, we propose a quantization procedure for the bosonics particles. In this treatment, it is presented an expression for the spectral energy density of the emmited radiation. Our results suggest that lightspheres thermalized with its environment, have unusual thermodynamical properties. When taken into account the presence of the negative cosmological constant, it has been shown that, besides a discretized energy spectrum, the geometry has a confining behavior and can be interpreted as a finite size box. Considering a gas of bosonic particles confined in the anti-Sitter geometry, we obtained the associated thermodynamics quantities such as internal energy, entropy and pressure. For the internal energy, in the low temperatures limit, we observe a different behavior from the usual one.
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Quantum information and relativity: harvesting entanglement in different setups / Informação quântica e relatividade: colhendo emaramento em configurações variadas

Iara Naomi Nobre Ota 31 July 2018 (has links)
The aim of this work is present the phenomenon denoted entanglement harvesting. We begin by introducing entanglement historically. Following, we go beyond the one particle theory in flat spacetime and introduce Quantum Field Theory in Curved Spacetime, showing two famous consequences: the Unruh effect and the Hawking radiation. Finally, we analyze entanglement harvesting for two Unruh-deWitt detectors. In the fisrt example, we see that there is a \"sudden death\" point of entanglement harvesting when the detectors are near the BTZ black hole event horizon, due to redshift effect and Hawking radiation. Then, we compare the phenomenon for different scenarios, and find out that it is sensitive to the structure of spacetime. Finally, we see how detectors\' parameters affect it and find out that the smoothness of the switching of the detectors\' coupling to the field is extremely relevant. We also see how the parameters can be used to optimize entanglement harvested. / O objetivo desse trabalho é apresentar o fenômeno denotado colheita de emaranhamento. Primeiramente fazemos uma introdução histórica de emaranhamento de estados quânticos. Em seguida, introduzimos a Teoria Quântica de Campos no Espaço-tempo Curvo, como um passo além da teoria quântica de uma partícula no espaço-tempo plano, e demonstramos dois resultados famosos da teoria: o efeito Unruh e a radiação Hawking. Por fim, fazemos uma analise do fenômeno de colheita de emaranhamento para dois detectores Unruh-deWitt. Nosso primeiro exemplo mostra que há um ponto de \"morte súbita\" do fenômeno quando os detectores se aproximam do horizonte de eventos de um buraco negro de BTZ, que é uma consequência do efeito de redshift e da radiação Hawking. Em seguida, comparamos o fenômeno em cenários diferentes, e observamos que a colheita de emaranhamento é sensível à estrutura do espaço-tempo. Por último, analisamos como os parâmetros dos detectores afetam a colheita de emaranhamento, e vemos que a suavidade em que o acoplamento dos detectores com o campo é \"ligado\" e \"desligado\" é extremamente relevante. Também analisamos como podemos usar os parâmetros dos detectores para otimizar a quantidade de emaranhamento colhida.
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Modelo de decisão para a programação de entrega de concreto produzido em centrais. / A decision model for the problem of scheduling concrete delivery produced in concrete batch plants.

Clicia Soriano Côrtes 23 May 2011 (has links)
O presente trabalho trata do problema da programação de entrega de concreto produzido em centrais dosadoras. Tal programação engloba as decisões de qual central deverá atender cada cliente e em qual horário cada veículo de entrega deverá ser carregado nessa central, de forma a maximizar a receita marginal total do sistema. São consideradas restrições de capacidade de carregamento de veículos por central, disponibilidade da frota, e garantia de atendimento de todos os pedidos de cada cliente por uma única central. A fim de resolver esse problema de forma eficiente, é proposto um modelo de programação matemática baseado em uma rede espaço-tempo, o qual foi implementado em ambiente de planilha eletrônica, como parte de um sistema de apoio à decisão. O sistema conta com uma interface amigável para o usuário, desenvolvida em linguagem VBA, que apresenta facilidade de preenchimento dos dados de entrada e compreensão dos resultados fornecidos, mesmo por aqueles sem conhecimento em pesquisa operacional. A aplicação do modelo proposto para a resolução de problemas com dados reais confirma que o modelo funciona corretamente, considera as restrições e gera rapidamente a solução ótima. Sendo assim, a ferramenta desenvolvida mostra-se bastante útil para as operações de programação de uma empresa concreteira que opera diversas centrais dosadoras de concreto. / This paper addresses the problem of scheduling concrete delivery produced in concrete batch plants. Such scheduling comprises the decisions of which center should serve each customer and what time each delivery vehicle should be loaded, so as to maximize the total marginal revenue of the system. Vehicle loading capacity constraints per center, fleet availability and the assurance that all orders will be fulfilled by a single concrete center are considered. In order to solve this problem efficiently, we propose a mathematical programming model based on a time-space network, implemented in a spreadsheet environment, as part of a decision support system. The system features a user-friendly interface, developed in VBA, which makes it easy to enter data and understand the results provided, even by those without knowledge in operational research. The implementation of the proposed model to solve problems with real data confirms that the model works properly, taking into consideration the constraints and quickly generating the optimal solution. Thus, the developed tool appears to be very useful for scheduling operations of a company which operates several concrete batch plants.
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Funcionamento do Projeto Escola de Tempo Integral – PROETI: uso otimizado do tempo e espaço em duas escolas da Superintendência Regional de Ensino de Patrocínio – MG

Lopes, Fátima Abadia de Oliveira 07 October 2013 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-29T15:30:52Z No. of bitstreams: 1 fatimaabadiadeoliveiralopes.pdf: 993279 bytes, checksum: d226a9f7e953717c782d62306b4f8356 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-03-03T14:24:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fatimaabadiadeoliveiralopes.pdf: 993279 bytes, checksum: d226a9f7e953717c782d62306b4f8356 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T14:24:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fatimaabadiadeoliveiralopes.pdf: 993279 bytes, checksum: d226a9f7e953717c782d62306b4f8356 (MD5) Previous issue date: 2013-10-07 / Esta dissertação investiga a organização e o uso do tempo e do espaço escolar do Projeto Escola de Tempo Integral – PROETI, em duas escolas vinculadas à Superintendência Regional de Ensino de Patrocínio-MG. Evidencia-se a utilização do tempo e do espaço no contraturno das referidas escolas, no seu cotidiano. O objetivo principal dessa pesquisa foi o de analisar se a ampliação do tempo e espaço escolares, como preconizado pela Secretaria de Estado de Educação de Minas Gerais, estava obtendo os resultados esperados. Baseou-se na hipótese de que o tempo e o espaço só serão verdadeiramente otimizados na medida em que os profissionais da educação conseguirem se desprender das formas tradicionais de ensino, evoluindo sua práxis a partir da formação continuada, onde o aluno passe a ser o foco desse processo. Para fomentar a pesquisa foram realizadas entrevistas com professores alfabetizadores, de Educação Física e equipe gestora, além da análise dos relatórios sobre encontros de formação continuada, atas das reuniões e registros da movimentação dos alunos, por meio dos quais se buscou informações sobre a qualidade do tempo dedicado às rotinas do planejamento e da gestão da sala de aula. Assim, a partir da análise desenvolvida concluiu-se sobre a necessidade de um plano de ação para a formação continuada dos professores, sugerindo-se, pois, a criação de uma “Rede de Formação em Tempo Integral”, com foco no fortalecimento do trabalho coletivo, na difusão de metodologias inovadoras e, principalmente, na conscientização sobre as singularidades, os encantos e a importância do PROETI e sua consolidação na regional estudada. / This dissertation investigates the organization and use of time and space Collegiate School Project Full Time - PROETI in two schools linked to the Regional Superintendent of Education Sponsorship-MG. Highlights the use of time and space in contraturno of these schools, in their daily lives. The main objective of this research was to examine whether the extension of time and space school, as recommended by the State Department of Education of Minas Gerais, was getting the expected results. Was based on the assumption that time and space are only truly optimized to the extent that educational professionals manage to detach from traditional forms of teaching, evolving its practice from continuing education, where the student becomes the focus of this process. To foster research interviews were conducted with teachers Literacy, Physical Education and management team, as well as analysis of the reports of continuing education meetings, minutes of meetings and records of the movements of students, by means of which sought information about the quality of time dedicated to routine planning and management of the classroom. Thus, from the analysis developed it was concluded on the need for an action plan for the continuing education of teachers, suggesting therefore creating a "Network Training Full Time", focusing on strengthening the work collective diffusion of innovative methodologies and especially in raising awareness of the singularities, the charms and the importance of PROETI and its consolidation in the regional study.
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Desafios da educação em tempo integral: uma análise do fluxo de abandono nos anos finais do ensino fundamental em duas escolas da superintendência regional de ensino de Leopoldina

Senra, Sidilúcio Ribeiro 29 February 2016 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-01-09T11:20:29Z No. of bitstreams: 1 sidilucioribeirosenra.pdf: 1593806 bytes, checksum: a139d5dc6a8f640d9c0239f03f79dd5a (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2017-01-31T11:23:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sidilucioribeirosenra.pdf: 1593806 bytes, checksum: a139d5dc6a8f640d9c0239f03f79dd5a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T11:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sidilucioribeirosenra.pdf: 1593806 bytes, checksum: a139d5dc6a8f640d9c0239f03f79dd5a (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / A presente dissertação, desenvolvida no Programa de Pós-Graduação Profissional em Gestão e Avaliação da Educação Pública PPGP/CAEd/UFJF, analisou o fluxo de abandono dos estudantes dos anos finais do ensino fundamental nas turmas do Projeto de Educação em Tempo Integral (PROETI), na circunscrição da Superintendência Regional de Ensino de Leopoldina (SRE- Leopoldina), em Minas Gerais, a partir da investigação em duas escolas desta SRE. O objetivo deste trabalho foi investigar os fatores que têm contribuído para a permanência ou abandono dos estudantes nessas turmas. Acredita-se que, esta investigação poderá contribuir para o alcance da meta definida no Plano Estadual de Educação em atingir 80% dos alunos do ensino fundamental, matriculados em tempo integral, bem como proporcionar o acesso e permanência neste projeto que visa à formação cidadã e à melhoria dos resultados educacionais. Para a realização deste trabalho, foi utilizada a metodologia de estudo de caso, a análise documental, a pesquisa bibliográfica, a aplicação de questionários como procedimento de coleta de dados respondidos por analistas educacionais da SRE- Leopoldina, pelas diretoras, especialistas em educação e pelos professores das escolas A e B. Foram realizadas entrevistas com roteiros semiestruturados aos estudantes matriculados no projeto em 2015, nas turmas das respectivas escolas. A base teórica é composta por Cavaliere (2007), Maurício (2009), Moll (2012), entre outros. A pesquisa realizada demonstrou que não há um único fator que contribuiu e, acredita-se, continua contribuindo para o abandono dos estudantes, mas sim uma combinação de fatores tais como falhas na implementação do projeto pela Secretaria de Estado de Educação de Minas Gerais e SRE-Leopoldina, ausência de um monitoramento adequado, capacitação insuficiente para os professores e priorização pela SEE-MG do Programa de Intervenção Pedagógica (PIP). Assim sendo, visando aprimorar e aperfeiçoar esta importante política pública, é apresentado um Plano de Ação Educacional (PAE) com sugestões à SEE-MG, à SRE-Leopoldina e às Escolas pesquisadas, com diversas ações e organizado através de três títulos: capacitação, monitoramento e avaliação. / This thesis developed in the Postgraduate Studies Program in Professional Management and Evaluation of Public Education PPGP/CAED/UFJF, examined the abandonment flow of students from the final years of elementary school in Education Project classes in Full Time (PROETI), within the jurisdiction of the Regional Leopoldina Education (SRE Leopoldina) Minas Gerais, from research in two schools this SRE. Their goal was to investigate the factors that have contributed to the permanence or abandonment of the students in these classes. It is believed that this research could contribute to the achievement of the target set at the State Education Plan to achieve 80% of elementary school students enrolled in full-time and provide the access and permanence in this important project aimed at civic education and improving educational outcomes. To carry out this work we used the case study methodology, document analysis, bibliographic research, questionnaires and data collection procedure answered by educational analysts SRE Leopoldina, the directors, education specialists and teachers of Schools A and B semi-structured interviews were conducted with students enrolled in the project in 2015, in the classes of their schools. The theoretical basis consists of the authors Cavaliere (2007), Mauricio (2009), Moll (2012) among others. The survey showed that there is no single factor that has contributed and is believed to continue contributing to the abandonment of the students, but rather a combination of factors such as shortcomings in the implementation of the project by the Ministry of Education of Minas Gerais and SRE Leopoldina, the absence of an adequate monitoring, insufficient training for teachers and prioritization by ESS MG of Educational Intervention Program (PIP). Therefore, aiming to improve and enhance this important public policy presents an Educational Action Plan (PAE) with suggestions to SEE MG, the SRE Leopoldina and surveyed schools, with various actions and organized through three headings: training, monitoring and evaluation.
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Idéias provisórias para tempos provisórios: a trajetória da Internacional Situacionista e apontamentos para seu lugar na Geografia / Interim ideas for provisional times: the history of the Situationist International and its place in geography

Magalhaes, Fabio Lopes Bonna Moreirão de 16 December 2011 (has links)
Nesta pesquisa procuramos estabelecer as bases teóricas e práticas da Internacional Situacionista e de dois de seus principais teóricos, Guy Debord e Raoul Vaneigem. Para aprofundar a compreensão, fomos em busca das origens desse grupo no Letrismo, na Internacional Letrista e Movimento por uma Bauhaus Imaginista, em uma tentativa de estabelecer uma trajetória. O início, no Letrismo, se estabelece como vanguarda artística, para logo quebrar com a perspectiva de uma proposta estética e realizar um aprofundamento de caráter marxista na crítica à cultura e ao urbanismo, na forma metodológica do desvio e da deriva e na construção de situações, a partir dos anos da Internacional Letrista. O processo de Decomposição da cultura faz com que alguns grupos se reúnam em uma nova internacional, desta vez Situacionista, com uma proposta inicial de revolução cultural, na e contra Decomposição. O envolvimento de Guy Debord com outros teóricos marxistas como Henri Lefebvre, radicaliza uma crítica da vida cotidiana e tira do foco uma discussão sobre cultura. O resultado é desenvolvimento do conceito de espetáculo, forma mais desenvolvida da sociedade produtora de mercadorias, e a centralização da questão do fetiche na crítica. Uma possibilidade de debate entre uma práxis revolucionária da vida cotidiana e a centralidade do fetiche da mercadoria nos parece necessária no momento atual da Geografia. / This research sought to establish the theoretical and practical bases of the Situationist International and two of its leading theorists, Guy Debord and Raoul Vaneigem. To deepen understanding, we were in search of the origins of this group in Lettrism, Lettrist International and the International Movement for an Imaginist Bauhaus, in an attempt to establish a trajectory. The beginning, in Lettrism, establishes himself as the artistic vanguard, soon to break with the prospect of an aesthetic proposal and make a deeper exploration in the marxist ideas, in order to make a critique of culture and urbanism with the methodological form of the detournement, the dérive and the construction of situations, since the years of the Lettrist International. The process of Decomposition of the culture causes some groups to join in a new International, Situationist this time, with an initial proposal of cultural revolution, inside and against Decomposition. Guy Debord\'s involvement with other marxist theorists such as Henri Lefebvre, the radical critique of everyday life takes the focus from the discussion about culture. The result is the development of the concept of spectacle, most developed form of commodity-producing society, and centered on the critical question of the fetish. A possibility for discussion between a revolutionary praxis of everyday life and the centrality of the fetish seems necessary at this moment in Geography.
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Análise numérica de novos métodos de elementos finitos estabilizados e enriquecidos aplicados à modelos de reação-difusão elíptico e parabólico / Numerical analysis of new enriched and stabilized finite element methods applied for elliptic and pParabolic reaction-diffusion models

Fernando, Honório Joaquim 30 July 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Honorio.pdf: 2417164 bytes, checksum: a4c625e867c8db83246b723571784aae (MD5) Previous issue date: 2010-07-30 / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Four new finite element methods, namely, Galerkin Enriched Method (MGE),Multiscale Stabilizad Method (MEM-p) and (MEM-g), and time-discontinuous Petrov-Galerkin Enriched Method (MEPGDT), are proposed to solve singularly perturbed reaction-difuusion problems. We dedicated the first three methods for solving stationary reaction-di_usion equation, while the latter handles the transient case. Optimal a priori error estimates in L2 and H1 norm for MGE, MEM-p and MEM-g are derived. For MEPGDT, a priori optimal error estimate in the energy norm is provided. Theoretical convergence rates are con_rmed and further investigated by numerical experiments. Also, the methods are validated through several numerical tests of singularly perturbed type, which demonstrate their good performance. / Quatro novos métodos de elementos finitos destinados a resolução de problemas de reacao-difusao singularmente perturbados, e designados por método de Galerkin enriquecido (MGE), metodo estabilizado multiescala (MEMp) e (MEM-g), e método enriquecido de Petrov-Galerkin descontinuo no tempo (MEPGDT), são propostos. Os três primeiros métodos são dedicados a resolução da equação de reacao-difusao estacionaria, enquanto que o ultimo e proposto para resolver a equacao de reacao-difusao transiente. Estimativas a priori de erro ótimas nas normas naturais L2 e H1 são derivadas para os métodos MGE, MEM-p e MEM-g. Para o MEPGDT, uma estimativa a priori de erro otima na norma da energia, e fornecida. As taxas de convergência teóricas são confirmadas atraves de diversos experimentos numéricos. Os novos métodos numéricos são também validados numericamente através da resolução de problemas singularmente perturbados que demonstram a ótima performance dos novos métodos propostos.
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Sistema automático para obtenção de parâmetros do tráfego veicular a partir de imagens de vídeo usando OpenCV / Automatic system to obtain traffic parameters from video images based on OpenCV

André Luiz Barbosa Nunes da Cunha 08 November 2013 (has links)
Esta pesquisa apresenta um sistema automático para extrair dados de tráfego veicular a partir do pós-processamento de vídeos. Os parâmetros macroscópicos e microscópicos do tráfego são derivados do diagrama espaço-tempo, que é obtido pelo processamento das imagens de tráfego. A pesquisa fundamentou-se nos conceitos de Visão Computacional, programação em linguagem C++ e a biblioteca OpenCV para o desenvolvimento do sistema. Para a detecção dos veículos, duas etapas foram propostas: modelagem do background e segmentação dos veículos. Uma imagem sem objetos (background) pode ser determinada a partir das imagens do vídeo através de vários modelos estatísticos disponíveis na literatura especializada. A avaliação de seis modelos estatísticos indicou o Scoreboard (combinação de média e moda) como o melhor método de geração do background atualizado, por apresentar eficiente tempo de processamento de 18 ms/frame e 95,7% de taxa de exatidão. A segunda etapa investigou seis métodos de segmentação, desde a subtração de fundo até métodos de segmentação por textura. Dentre os descritores de textura, é apresentado o LFP, que generaliza os demais descritores. Da análise do desempenho desses métodos em vídeos coletados em campo, conclui-se que o tradicional método Background Subtraction foi o mais adequado, por apresentar o melhor tempo de processamento (34,4 ms/frame) e a melhor taxa de acertos totais com 95,1% de média. Definido o método de segmentação, foi desenvolvido um método para se definir as trajetórias dos veículos a partir do diagrama espaço-tempo. Comparando-se os parâmetros de tráfego obtidos pelo sistema proposto com medidas obtidas em campo, a estimativa da velocidade obteve uma taxa de acerto de 92,7%, comparado com medidas de velocidade feitas por um radar; por outro lado, a estimativa da taxa de fluxo de tráfego foi prejudicada por falhas na identificação da trajetória do veículo, apresentando valores ora acima, ora abaixo dos obtidos nas coletas manuais. / This research presents an automatic system to collect vehicular traffic data from video post-processing. The macroscopic and microscopic traffic parameters are derived from a space-time diagram, which is obtained by traffic image processing. The research was based on the concepts of Computer Vision, programming in C++, and OpenCV library to develop the system. Vehicle detection was divided in two steps: background modeling and vehicle segmentation. A background image can be determined from the video sequence through several statistical models available in literature. The evaluation of six statistical models indicated Scoreboard (combining mean and mode) as the best method to obtain an updated background, achieving a processing time of 18 ms/frame and 95.7% accuracy rate. The second step investigated six segmentation methods, from background subtraction to texture segmentation. Among texture descriptors, LFP is presented, which generalizes other descriptors. Video images collected on highways were used to analyze the performance of these methods. The traditional background subtraction method was found to be the best, achieving a processing time of 34.4 ms/frame and 95.1% accuracy rate. Once the segmentation process was chosen, a method to determine vehicle trajectories from the space-time diagram was developed. Comparing the traffic parameters obtained by the proposed system to data collected in the field, the estimates for speed were found to be very good, with 92.7% accuracy, when compared with radar-measured speeds. On the other hand, flow rate estimates were affected by failures to identify vehicle trajectories, which produced values above or below manually collected data.
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Sistema automático para obtenção de parâmetros do tráfego veicular a partir de imagens de vídeo usando OpenCV / Automatic system to obtain traffic parameters from video images based on OpenCV

Cunha, André Luiz Barbosa Nunes da 08 November 2013 (has links)
Esta pesquisa apresenta um sistema automático para extrair dados de tráfego veicular a partir do pós-processamento de vídeos. Os parâmetros macroscópicos e microscópicos do tráfego são derivados do diagrama espaço-tempo, que é obtido pelo processamento das imagens de tráfego. A pesquisa fundamentou-se nos conceitos de Visão Computacional, programação em linguagem C++ e a biblioteca OpenCV para o desenvolvimento do sistema. Para a detecção dos veículos, duas etapas foram propostas: modelagem do background e segmentação dos veículos. Uma imagem sem objetos (background) pode ser determinada a partir das imagens do vídeo através de vários modelos estatísticos disponíveis na literatura especializada. A avaliação de seis modelos estatísticos indicou o Scoreboard (combinação de média e moda) como o melhor método de geração do background atualizado, por apresentar eficiente tempo de processamento de 18 ms/frame e 95,7% de taxa de exatidão. A segunda etapa investigou seis métodos de segmentação, desde a subtração de fundo até métodos de segmentação por textura. Dentre os descritores de textura, é apresentado o LFP, que generaliza os demais descritores. Da análise do desempenho desses métodos em vídeos coletados em campo, conclui-se que o tradicional método Background Subtraction foi o mais adequado, por apresentar o melhor tempo de processamento (34,4 ms/frame) e a melhor taxa de acertos totais com 95,1% de média. Definido o método de segmentação, foi desenvolvido um método para se definir as trajetórias dos veículos a partir do diagrama espaço-tempo. Comparando-se os parâmetros de tráfego obtidos pelo sistema proposto com medidas obtidas em campo, a estimativa da velocidade obteve uma taxa de acerto de 92,7%, comparado com medidas de velocidade feitas por um radar; por outro lado, a estimativa da taxa de fluxo de tráfego foi prejudicada por falhas na identificação da trajetória do veículo, apresentando valores ora acima, ora abaixo dos obtidos nas coletas manuais. / This research presents an automatic system to collect vehicular traffic data from video post-processing. The macroscopic and microscopic traffic parameters are derived from a space-time diagram, which is obtained by traffic image processing. The research was based on the concepts of Computer Vision, programming in C++, and OpenCV library to develop the system. Vehicle detection was divided in two steps: background modeling and vehicle segmentation. A background image can be determined from the video sequence through several statistical models available in literature. The evaluation of six statistical models indicated Scoreboard (combining mean and mode) as the best method to obtain an updated background, achieving a processing time of 18 ms/frame and 95.7% accuracy rate. The second step investigated six segmentation methods, from background subtraction to texture segmentation. Among texture descriptors, LFP is presented, which generalizes other descriptors. Video images collected on highways were used to analyze the performance of these methods. The traditional background subtraction method was found to be the best, achieving a processing time of 34.4 ms/frame and 95.1% accuracy rate. Once the segmentation process was chosen, a method to determine vehicle trajectories from the space-time diagram was developed. Comparing the traffic parameters obtained by the proposed system to data collected in the field, the estimates for speed were found to be very good, with 92.7% accuracy, when compared with radar-measured speeds. On the other hand, flow rate estimates were affected by failures to identify vehicle trajectories, which produced values above or below manually collected data.

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