Made available in DSpace on 2015-09-17T15:25:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:49:14Z : No. of bitstreams: 1 000844571.pdf: 3715608 bytes, checksum: bea6b02f19c941b8e2037c9e8ebbe4ce (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho procuramos mostrar a Matemática utilizada nos sistemas de localização e navegação utilizados pelo homem desde a antiguidade até os dias atuais, terminando com a apresentação do GPS - sistema de posicionamento global por satélites, visando despertar a curiosidade e o interesse pela Matemática no aluno do ensino médio. Queremos conduzir o aluno a aprimorar e também construir conceitos através de atividades propostas, onde ele pode usar sua criatividade e relacionar habilidades já adquiridas, buscando desenvolver novas competências / This work we try to show the mathematics used in localization and navigation systems used by human since ancient times to the present day, ending with the presentation of GPS - global positioning system satellites, seeking to awaken the curiosity and the interest in mathematics in student secondary school. We want to lead the student to improve and also build concepts through activities proposed, where he can use his creativity and relate previously acquired abilities, in order to develop new competences

Orientador: Flávia Souza Machado da Silva / Banca: João Carlos Ferreira Costa / Banca: Andréia Cristina Ribeiro / Resumo: Neste trabalho procuramos mostrar a Matemática utilizada nos sistemas de localização e navegação utilizados pelo homem desde a antiguidade até os dias atuais, terminando com a apresentação do GPS - sistema de posicionamento global por satélites, visando despertar a curiosidade e o interesse pela Matemática no aluno do ensino médio. Queremos conduzir o aluno a aprimorar e também construir conceitos através de atividades propostas, onde ele pode usar sua criatividade e relacionar habilidades já adquiridas, buscando desenvolver novas competências / Abstract: This work we try to show the mathematics used in localization and navigation systems used by human since ancient times to the present day, ending with the presentation of GPS - global positioning system satellites, seeking to awaken the curiosity and the interest in mathematics in student secondary school. We want to lead the student to improve and also build concepts through activities proposed, where he can use his creativity and relate previously acquired abilities, in order to develop new competences / Mestre

O conceito de controle híbrido é aplicado à operação de alívio entre um FPWSO e um navio aliviador. Ambos os navios mantêm suas posições e aproamentos pelo resultado da ação do seu Sistema de Posicionamento Dinâmico (SPD). O alívio dura cerca de 24 horas para ser concluído. Durante este período, o estado de mar pode se alterar e os calados estão sendo constantemente alterados. Um controlador híbrido é projetado para permitir modificacões dos parâmetros de controle/observação se alguma alteração significante do estado de mar e/ou calado das embarcações ocorrer. O principal objetivo dos controladores é manter o posicionamento relativo entre os navios com o intuito de evitar perigosa proximidade ou excesso de tensão no cabo. Com isto em mente, uma nova estratégia de controle que atue integradamente em ambos os navios é proposta baseda em geometria diferencial. Observadores não lineares baseados em passividade são aplicados para estimar a posição, a velocidade e as forças externas de mares calmos até extremos. O critério para troca do controle/observação é baseado na variação do calado e no estado de mar. O calado é assumido conhecido e o estado de mar é estimado pela frequência de pico do espectro do movimento de primeira ordem dos navios. Um modelo de perturbação é proposto para encontrar o número de controladores do sistema híbrido. A equivalência entre o controle geométrico e o controlador baseado em Multiplicadores de Lagrange é demonstrada. Assumindo algumas hipóteses, a equivalência entre os controladores geométrico e o PD é também apresentada. O desempenho da nova estratégia é avaliada por meio de simulações numéricas e comparada a um controlador PD. Os resultados apresentam muito bom desempenho em função do objetivo proposto. A comparação entre a abordagem geométrica e o controlador PD aponta um desempenho muito parecido entre eles. / The hybrid control concept is applied to the offoading operation by means of a Floating, Production, Working, Storage and Offoading (FPWSO) vessel and a Shuttle Tanker (ST). Both vessels are able to maintain their position and heading as a result of the Dynamic Positioning System (DPS). The vessels are in tandem configuration connected by a hawser. The offloading operation lasts approximately 24 hours. During this period, the sea condition may change and the drafts are being constantly altered. Hybrid controller is designed to permit modification of the controller/observer parameters should a significant sea state alteration and/or draft variation occur. The main goal of the controllers is to maintain relative positioning between vessels in order to avoid dangerous proximity or excessive hawser tension. With that in mind, a new control strategy is proposed based on dierential geometry that acts integrally in both vessels. Nonlinear observers based on passivity are used to estimate position, velocity and external force ranging from calm to extreme seas. The criterion for changing the controller/observer law is based on draft and sea state. The draft is assumed to be known and sea state is estimated by tracking the peak-frequency of the first-order vessel motion spectrum. A perturbation-based model is proposed to find the number of hybrid system controllers. The equivalence between the geometric control approach and the Lagrange Multiplier (LM) - based control is demonstrated. Taking some assumptions as given, the equivalence between geometric and PD-like controllers is regarded as having also been demonstrated. The performance of the new strategy is assessed by means of numerical simulations and compared to a Proportional-Derivative (PD)-like control. The results present a very good performance as regards the proposed main goal. Result comparison of the geometric approach and the PD-like control shows very similar behavior between geometric and PD-like controllers.

Orientador: Sidney Rosa Vieira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:24:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guatura_IvanSoares_M.pdf: 2358576 bytes, checksum: 16a4bb0afceb0a9090cfb28992900759 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Estimativas de erosão do solo foram avaliadas em uma área de 535 ha pertencentes a Estação Experimental de Pindorama, do Instituto Agronômico, situada no município de Pindorama, SP. Foram utilizados dados de topografia provenientes de carta topográfica e dados de solo constantes do levantamento detalhado de solos da referida estação. A cobertura vegetal ou uso da terra, por sua vez, foi levantada através da utilização de um sistema de posicionamento global (GPS). As informações levantadas serviram para extrair dados necessários a utilização da equação universal de perdas do solo (USLE), com a qual se realizaram as estimativas de perdas de solo.. Foram utilizadas quatro equações que determinaram fatores de erodibilidade do solo da USLE (K1, K2, K3 e K4) para avaliar o comportamento dos mesmos na estimativas da erosão para o local em estudo. O trabalho foi realizado em um sistema de informação geográfica (SIG), que permitiu a geração de vários planos de informação contendo os fatores da equação universal de perdas do solo em duas situações distintas: utilizando um modelo digital de elevação para obtenção do fator LS da USLE, e utilizando distâncias horizontais entre terraços. Estes planos de informação foram então integrados gerando imagens de estimativa de perdas de solo. Foi realizada também uma comparação entre os resultados de estimativa e os dados observados como forma de validação dos modelos utilizados, e uma comparação entre as imagens de estimativas pela utilização do índice Kappa. Concluiu-se que o SIG e o GPS foram de grande utlidade na realização das avaliações. De maneira geral os dados estimados de perdas de solo superestimaram os dados observados requerendo cautela na sua interpretação. As estimativas apresentaram maiores valores pela utilização do fator K3, valores intermediários com K1 e K4 e os mais baixos valores com K2. As imagens de estimativas que apresentaram maior concordância utilizaram os fatores K1 e K4, havendo maior discordância para K3 e K2. O uso do modelo digital de elevação permitiu maior concordância entre as imagens de estimativas de perdas de solo que o uso de distancias horizontais entre terraços, porem este último levou a menores valores de estimativas que o primeiro / Abstract: Soil loss estimation were made for an area of 535 ha in the Pindorama Experimental Station of Instituto Agronômico, located at Pindorama, SP, Brazil. For these estimates topographic data obtained from topographic map and soils data obtained from soil survey at the detailed levei were used. The ground cover or land use was obtained from a survey made with the help of a GPS equipment. The above informations were used to provide the input parameters for the USLE, which was used to estimate soilloss. Four equations were used to estimate the soil erodibility factors K1, K2, K3 and K4, and the effect of each one on the soil loss estimates. The computer work was done in a Geographyc Information System, which allowed the generation of various layers with the USLE imput parameters in two distinct situations, using a digital elevation model to obtain the LS factor of USLE and using horizontal distances between terraces for this purpose. Those layers were integrated into images of soil loss estimation. A comparisson between the estimated and measured data was done to validate the models used and a comparisson of agreement between soil loss images was also made using Kappa index. It was concluded that the GIS and GPS provided great assistance to carry out the estimation. In general, the soilloss estimation overestimate the measured data and requires caution in its interpretation. The estimated data showed the highest values when K3 factor was used, intermediate values with K1 and K4 factors and the smallest values with K2 factor. The estimation images which showed the highest agreement were obtained when K1 and K4 factors were utilized and showed highest disagreement using K3 and K2 factors.The utilization of the digital elevation model allowed more agreement between images of soil loss estimation as compared to the horizontal distances between terraces. However, the later takes to the smallest estimation values than the former / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

A exploração do petróleo no Brasil tem migrado para águas cada vez mais profundas; os campos de exploração estão cada vez mais distantes da costa e em regiões com condições meteoceanográficas cada vez mais severas. Isto, e o recente volume de novas descobertas e novos campos de exploração têm impulsionado as indústrias deste setor na busca por novas soluções para a exploração deste óleo. Uma destas soluções inovadoras são os FPWSO DP (Floating Production Storage Workover Offloading Dynamic Positioning Unit). Estas são unidades de produção, dotadas de sondas de perfuração e de sistema de posicionamento dinâmico. A utilização de unidades de posicionamento dinâmico para produção continua de campos de petróleo é algo novo no mundo. Por se tratar de plataformas que devem permanecer por vários meses produzindo de forma ininterrupta, o estudo de confiabilidade de seu sistema de posicionamento dinâmico é de vital importância. Este trabalho apresenta um estudo de confiabilidade para este tipo de embarcação. Serão avaliados todos os sistemas relacionados ao posicionamento dinâmico da unidade, entre eles, sistema de geração de energia, sistema de propulsão, controladores DP e sistemas de referência de posição. O trabalho apresenta também um estudo de confiabilidade do sistema de conexão e desconexão de emergência com o poço; sistema este que é a ultima salvaguarda caso haja uma perda de posição na unidade. / The exploitation of oil in Brazil has migrated to deeper and deeper waters; the exploration fields are increasingly distant from the coast and in regions with meteoceanográficas conditions increasingly severe. This, and the recent volume of new discoveries and new exploration fields have driven industries of this sector in the search for new solutions to the exploitation of this oil. One of these innovative solutions are FPWSO DP (Floating Production Storage Offloading Workover Dynamic Positioning Unit). These are production units, equipped with drilling rigs and dynamic positioning system. The use of dynamic positioning units for continuous production of oil fields is something new in the world. Because it is platforms that must remain for several months producing uninterrupted, the study of reliability of its dynamic positioning system is of vital importance. This paper presents a reliability study for this type of vessel. We will evaluate all systems related to the dynamic positioning of the unit, including, power generation system, propulsion system, DP controllers and position reference systems. The paper also presents a study of connection of system reliability and emergency disconnect with the well; which system is the last safeguard in case there is a loss of position in the unit.

A utilização de protocolos de comunicação em rede de computadores é uma prática que começou a ser difundida nos anos 60 e ultimamente tem passado por um grande crescimento em todas as áreas de aplicação; na indústria, nas escolas, nos escritórios e nos lares através da Internet. Os protocolos de comunicação em rede de computadores que se tornaram padrão foram os TCP/IP que através da Internet passaram a ser os mais utilizados no mundo. Atualmente crescem as implementações destes protocolos em sistemas embarcados, o número de dispositivos e utilitários domésticos conectados a Internet continuam aumentando. São eletrodomésticos, celulares, telefones com funções especiais, sistemas de segurança, câmaras de monitoramento, enfim uma gama muito grande de novos dispositivos conectados em rede. Neste trabalho será mostrada uma implementação de protocolos TCP/IP em um sistema embarcado que utiliza um sistema operacional multitarefas de tempo real que não possui os recursos existentes em um computador normal, um módulo GPS (Global Positioning System) da Tyco Electronics com micro-controlador da ST Electronics. Foram implementados os protocolos IP, ICMP, SLIP, ARP, UDP, TCP utilizados na pilha de protocolos TCP/IP e as aplicações de telnet, http e Daytime, com funções básicas, utilizando apenas 14 Kbytes de memória ROM (Flash) e 22 Kbytes de memória RAM de dados do sistema embarcado alvo. Também consta desta implementação, o desenvolvimento e testes de um driver para interface Ethernet de comunicação de dados entre um PC (Personal Computer) e o módulo GPS utilizando uma placa Ethernet padrão ISA.

Nos últimos anos, tem se intensificado o desenvolvimento de novas tecnologias para serem aplicadas à veículos submersíveis não tripulados. Uma delas é a visão computacional, que tem o objetivo de extrair informações úteis das imagens captadas do ambiente, podendo ser utilizada como um sensor para o posicionamento do veículo, além de contribuir para o reconhecimento automático de objetos a serem inspecionados. A finalidade de um veículo submersível não tripulado é efetuar missões de inspeções ou pequenos reparos em estruturas submersas em meios oceânicos ou fluviais. Nessas operações, é importante que o veículo possua um controle autônomo, por meio de um sistema de posicionamento dinâmico, para facilitar a sua operação e garantir o sucesso da missão. Em função destas necessidades, este trabalho concentra-se no desenvolvimento de um sistema de visão computacional auxiliado por ponteiros de raio laser, que geram marcos visuais artificiais em ambientes não estruturados, possibilitando medir distâncias e ângulo de aproamento baseado no método da triangulação. Foram testados lasers com diferentes comprimentos de onda, em ambiente aéreo e subaquático, com diferentes índices de turbidez, nível de luminosidade e distância. Baseado nos resultados e utilizando o sistema de visão e laser como método de sensoriamento, foi projetado e implantado um sistema de posicionamento dinâmico para o plano horizontal, utilizando Filtro de Kalman. A avaliação do sistema de posicionamento dinâmico e do método de sensoriamento foi realizada por meio de simulação numérica e averiguação experimental, utilizando-se um modelo reduzido de um veículo de superfície no laboratório do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Os resultados experimentais indicaram a viabilidade da aplicação do método de sensoriamento baseado em visão computacional e laser para sistemas de posicionamento dinâmico, mostrando-se um método simples, confiável, ativo e independente. / The development of new technologies to improve unmanned underwater vehicles has recently intensified. Computer vision, one such example, has the objective of extracting useful information from images captured in the environment; this information can facilitate vehicle positioning and the reconnaissance of objects to be inspected. Purposes of unmanned underwater vehicles include inspection missions and small repairs in underwater structures located in oceans or rivers. For these operations it is important for the vehicle to have an autonomous control system using dynamic positioning system to facilitate its operation and to guarantee the missions success. Given these necessities, this study concentrates on the development of a computer vision system supported by laser pointing devices that generate artificial landmarks in non-structured environments, facilitating distance and angle measurement based on the triangulation method. Lasers of different wavelengths were tested in air and underwater environments, where the latter had different indices of turbidity, levels of luminosity, and distance. Based on the results and utilizing the system of vision and laser as a sensor method, a dynamic positioning system for the horizontal plane has been created through the use of Extended Kalman Filter. The evaluation of this dynamic positioning system and of the sensor method was accomplished through numeric simulation and experimental checks using a reduced model of a surface vehicle, located in the University of São Paulos Department of Naval and Oceanic Engineering. The experimental results show that the application of the sensor method based on laser and computer vision for the dynamic positioning system is viable and proved to be an independent, active, reliable, and simple method.

The tourism is one of the great activities that they collaborate with the world development, growing in a compared way the sections as informatization and telecommunications and it is one of the activities that more employments and profits generate in the world. Studies accomplished on the municipal district of Santiago and area, involving historical, cultural, educational, tourist and social aspects, they verified the possibility to create routes, trails and kindred stops that the characteristics and potentialities of the municipal district were disclosed and at the same time it rescued its history. Knowing that the rural tourism is an activity in growth in the whole world and source of generation of income, the City halls of the municipal districts of Santiago, São Miguel das Missões, Capão do Cipó e Bossoroca are developing the Project Tourist " Roads of Santiago from Brazil " and the present work seeks to develop a methodology using the geoprocessing techniques - SIG and GPS, applied to the rural tourism, to elaborate a rural tourist route prioritizing the historical colonization of the involved municipal districts as well as the valorization of the natural way, where he/she/it looks for to approach the tourist of the contact with the nature. The application of these geoprocessing techniques, Systems and Geographical Information and System of Global Positioning, as support tools in the elaboration of the tourist route demonstrated to be a necessary and effective tool, because it represents gain of time and economy for the implantation of the project. The pilgrim, making use of a GPS, it will travel the road, using the maps here developed and he will have in hands the whole necessary tool for its orientation. The application of these geoprocessing techniques is recommended in works that demand a speed and precision of data, facilitating the taking of decisions, as well as aiding in the implantation of new projects. / O turismo é uma das grandes atividades que colaboram com o desenvolvimento mundial, crescendo de forma equiparada a setores como informatização e telecomunicações sendo que é uma das atividades que mais empregos e lucros gera no mundo. Estudos realizados sobre o município de Santiago e região, envolvendo aspectos históricos, culturais, educacionais, turísticos e sociais, verificaram a possibilidade de se criar roteiros, trilhas e paradas afim de que as características e potencialidades do município fossem divulgadas e ao mesmo tempo resgatasse a sua história. Sabendo que o turismo rural é uma atividade em crescimento no mundo todo e fonte de geração de renda, as Prefeituras dos municípios de Santiago, São Miguel das Missões, Capão do Cipó e Bossoroca estão desenvolvendo o Projeto Turístico Caminhos de Santiago do Brasil . O presente trabalho possui como objetivo desenvolver uma metodologia utilizando as técnicas de geoprocessamento - SIG e GPS, aplicados ao turismo rural, para elaborar um roteiro turístico rural priorizando a colonização histórica dos municípios envolvidos, bem como a valorização do meio natural, onde se busca aproximar o turista do contato com a natureza. A aplicação destas técnicas de geoprocessamento, Sistemas e Informações Geográficas e Sistema de Posicionamento Global, como ferramentas de apoio na elaboração do roteiro turístico demonstrou ser uma ferramenta necessária e eficaz, pois representa ganho de tempo e economia para a implantação do projeto. O peregrino, fazendo uso de um GPS, irá percorrer o caminho, utilizando os mapas aqui desenvolvidos e terá em mãos toda a ferramenta necessária para sua orientação. Recomenda-se a aplicação destas técnicas de geoprocessamento em trabalhos que exijam uma rapidez e precisão de dados, facilitando a tomada de decisões, bem como auxiliando na implantação de novos projetos.

Nos últimos anos, tem se intensificado o desenvolvimento de novas tecnologias para serem aplicadas à veículos submersíveis não tripulados. Uma delas é a visão computacional, que tem o objetivo de extrair informações úteis das imagens captadas do ambiente, podendo ser utilizada como um sensor para o posicionamento do veículo, além de contribuir para o reconhecimento automático de objetos a serem inspecionados. A finalidade de um veículo submersível não tripulado é efetuar missões de inspeções ou pequenos reparos em estruturas submersas em meios oceânicos ou fluviais. Nessas operações, é importante que o veículo possua um controle autônomo, por meio de um sistema de posicionamento dinâmico, para facilitar a sua operação e garantir o sucesso da missão. Em função destas necessidades, este trabalho concentra-se no desenvolvimento de um sistema de visão computacional auxiliado por ponteiros de raio laser, que geram marcos visuais artificiais em ambientes não estruturados, possibilitando medir distâncias e ângulo de aproamento baseado no método da triangulação. Foram testados lasers com diferentes comprimentos de onda, em ambiente aéreo e subaquático, com diferentes índices de turbidez, nível de luminosidade e distância. Baseado nos resultados e utilizando o sistema de visão e laser como método de sensoriamento, foi projetado e implantado um sistema de posicionamento dinâmico para o plano horizontal, utilizando Filtro de Kalman. A avaliação do sistema de posicionamento dinâmico e do método de sensoriamento foi realizada por meio de simulação numérica e averiguação experimental, utilizando-se um modelo reduzido de um veículo de superfície no laboratório do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Os resultados experimentais indicaram a viabilidade da aplicação do método de sensoriamento baseado em visão computacional e laser para sistemas de posicionamento dinâmico, mostrando-se um método simples, confiável, ativo e independente. / The development of new technologies to improve unmanned underwater vehicles has recently intensified. Computer vision, one such example, has the objective of extracting useful information from images captured in the environment; this information can facilitate vehicle positioning and the reconnaissance of objects to be inspected. Purposes of unmanned underwater vehicles include inspection missions and small repairs in underwater structures located in oceans or rivers. For these operations it is important for the vehicle to have an autonomous control system using dynamic positioning system to facilitate its operation and to guarantee the missions success. Given these necessities, this study concentrates on the development of a computer vision system supported by laser pointing devices that generate artificial landmarks in non-structured environments, facilitating distance and angle measurement based on the triangulation method. Lasers of different wavelengths were tested in air and underwater environments, where the latter had different indices of turbidity, levels of luminosity, and distance. Based on the results and utilizing the system of vision and laser as a sensor method, a dynamic positioning system for the horizontal plane has been created through the use of Extended Kalman Filter. The evaluation of this dynamic positioning system and of the sensor method was accomplished through numeric simulation and experimental checks using a reduced model of a surface vehicle, located in the University of São Paulos Department of Naval and Oceanic Engineering. The experimental results show that the application of the sensor method based on laser and computer vision for the dynamic positioning system is viable and proved to be an independent, active, reliable, and simple method.

A exploração do petróleo no Brasil tem migrado para águas cada vez mais profundas; os campos de exploração estão cada vez mais distantes da costa e em regiões com condições meteoceanográficas cada vez mais severas. Isto, e o recente volume de novas descobertas e novos campos de exploração têm impulsionado as indústrias deste setor na busca por novas soluções para a exploração deste óleo. Uma destas soluções inovadoras são os FPWSO DP (Floating Production Storage Workover Offloading Dynamic Positioning Unit). Estas são unidades de produção, dotadas de sondas de perfuração e de sistema de posicionamento dinâmico. A utilização de unidades de posicionamento dinâmico para produção continua de campos de petróleo é algo novo no mundo. Por se tratar de plataformas que devem permanecer por vários meses produzindo de forma ininterrupta, o estudo de confiabilidade de seu sistema de posicionamento dinâmico é de vital importância. Este trabalho apresenta um estudo de confiabilidade para este tipo de embarcação. Serão avaliados todos os sistemas relacionados ao posicionamento dinâmico da unidade, entre eles, sistema de geração de energia, sistema de propulsão, controladores DP e sistemas de referência de posição. O trabalho apresenta também um estudo de confiabilidade do sistema de conexão e desconexão de emergência com o poço; sistema este que é a ultima salvaguarda caso haja uma perda de posição na unidade. / The exploitation of oil in Brazil has migrated to deeper and deeper waters; the exploration fields are increasingly distant from the coast and in regions with meteoceanográficas conditions increasingly severe. This, and the recent volume of new discoveries and new exploration fields have driven industries of this sector in the search for new solutions to the exploitation of this oil. One of these innovative solutions are FPWSO DP (Floating Production Storage Offloading Workover Dynamic Positioning Unit). These are production units, equipped with drilling rigs and dynamic positioning system. The use of dynamic positioning units for continuous production of oil fields is something new in the world. Because it is platforms that must remain for several months producing uninterrupted, the study of reliability of its dynamic positioning system is of vital importance. This paper presents a reliability study for this type of vessel. We will evaluate all systems related to the dynamic positioning of the unit, including, power generation system, propulsion system, DP controllers and position reference systems. The paper also presents a study of connection of system reliability and emergency disconnect with the well; which system is the last safeguard in case there is a loss of position in the unit.