Dissertação (Mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Elétrica, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-04-24T16:30:45Z No. of bitstreams: 1 2011_RobertoSouzaBaptista.pdf: 4333328 bytes, checksum: f5dad7de6d2d6f4dcf3af0ccd996e2a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Elzi Bittencourt(elzi@bce.unb.br) on 2012-05-01T13:28:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_RobertoSouzaBaptista.pdf: 4333328 bytes, checksum: f5dad7de6d2d6f4dcf3af0ccd996e2a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-01T13:28:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_RobertoSouzaBaptista.pdf: 4333328 bytes, checksum: f5dad7de6d2d6f4dcf3af0ccd996e2a9 (MD5) / Esta dissertação foca em diversos aspectos inerentes ao desenvolvimento de uma plata- forma VANT de asa fixa autônoma. Primeiramente é apresentado um modelo analítico de um mini-VANT através do equacionamento por meio das Leis da Física. O resultado é um modelo completo não linear que representa a dinâmica do sistema e os acoplamentos entre as variáveis de interesse. Esse equacionamento é utilizado na implementação computacional de um simulador para o comportamento dinâmico do sistema. Levando em consideração a complexidade e incertezas associadas ao sistema, um controlador H∞ não linear é desenvolvido para o controle de atitude da aeronave. Ainda neste contexto, um novo algoritmo de identificação de sistemas híbridos é proposto com o objetivo de representar um sistema complexo e não linear a partir de uma série de modelos lineares simples. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This dissertation addresses several aspects related to the development of an autonomous fixed wing UAV platform. As a start point, a first principles model is presented for a mini-UAV. The result is a complete model that represents the nonlinear dynamics of the system and the coupling between the variables of interest. This equation is used for the computational implementation of a flight simulator for the dynamic behavior of the system. Considering the complexity and uncertainties associated with the system, an H∞ controller is developed for nonlinear attitude control of the aircraft. Also in this context, a new algorithm for identi- fication of hybrid systems is proposed in order to represent a complex and nonlinear system from a series of simple linear models.

Apresentando um papel de destaque no cenário nacional e internacional, o eucalipto possui rápido crescimento, alta produtividade, ampla diversidade de espécies, grande capacidade de adaptação e é aplicado em diferentes processos industriais, como por exemplo, produção de madeira, celulose e papel. No Brasil existem extensas áreas plantadas, principalmente nos estados de Minas Gerais, São Paulo e Paraná. Entretanto, eucaliptos são suscetíveis a doenças e pragas, o que pode trazer grandes prejuízo aos produtores. Tendo em vista esse contexto, surge a necessidade de detectar e diagnosticar doenças prematuramente, permitindo um combate ais eficaz e preciso a essas patologias. Visto que as plantações de eucalipto cobrem áreas muito extensas, o uso de VANTs (Veículos Aéreos Não-Tripulados) pode agilizar o processo de monitoramento, uma vez que podem sobrevoar grandes distâncias em pouco tempo. Sendo assim, esse trabalho desenvolveu um sistema de diagnóstico automático de doenças de eucalipto. Baseando-se em técnicas de detecção de ataques digitais, o diagnóstico é feito comparando assinaturas espectrais de plantas doentes com assinaturas conhecidas armazenadas em uma base de dados seguindo um modelo de assinaturas espectrais inspirado em um modelo de assinaturas de ataque. O sistema foi desenvolvido e validade utilizando dados de espectroradiômetros, apresentando precisão de até 96% em alguns casos. / Eucalyptus has played an important economic roll wordwide. It has rapid growth, high yield, wide species diversity, great adaptability and it is used in different industrial processes such as cellulose and paper production. However, Eucalyptus is susceptible to diseases and plagues, which could bring heavy damage to the plantations. In view of the importance of the production of Eucalyptus, the dimensions of the planted areas and of the possibility to increase yield, there is a need to detect and identify the pathologies effecting the trees. Since Eucalyptus plantations can cover a very extensive area, the use of UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) can drastically speed up the process of monitoring the crop, as they can survey very large areas in very little time. Thus, this project aims to develop a system that automatically diagnoses eucalyptus diseases. Using techniques of digital intrusion detection, the diagnostic is made by comparing the spectral signature of disease plants with know signatures stored on a database following a signature model also proposed in this project. The system was developed and validated by usin data from spectroradiometers, showing a accuracies as high as 96% in some cases.

Orientador: Leonor Patricia Cerdeira Morellato / Resumo: As observações das fases de vida das plantas, conhecida como fenologia, realizadas de formas tradicionais no solo não permitem o estudo em grandes áreas, são trabalhosas e consomem muito tempo dos observadores. Por outro lado, a fenologia feita por câmeras digitais - fenologia remota próxima a superfície - embora ainda limitada em espaço reduz consideravelmente o trabalho humano de coleta de dados. Adicionalmente, é comprovada a sua eficiência para monitorar de forma acurada a mudança foliar em muitas espécies. Este projeto teve como objetivo aplicar novas tecnologias para aumentar a capacidade de monitoramento de com imagens próximas à superfície (near remote phenology) e detectar mudanças em várias escalas, das folhas ao ecossistema. Nossa meta foi abordar problemas teóricos e práticos envolvendo a combinação de dois diferentes sistemas de monitoramento remoto: câmeras digitais em torres de fenologia e o uso de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs). Esteve focada em dois objetivos inovadores: (a) aplicar essas tecnologias para extrair informações ecofisiológicas das plantas, avançando no entendimento das respostas sazonais aos fatores ambientais para um ecossistema peculiar de campos rupestres e (b) integrar as técnicas de extração dos canais de cores vermelho, verde e azul das plantas aos conceitos da Ecologia de Paisagem, a fim de se propor um método diferente aos estudos de conectividade. / Abstract: The observations of the phases of plant life, known as phenology, made of traditional forms on ground does not allow the study in large areas, are laborious and consume very observant of time. On the other hand, the phenology made by digital cameras - Near Remote phenology surface - though still limited in space greatly reduces human labor data collection. Additionally, it is proven its effectiveness to monitor accurately the leaf change in many species. This project aimed to apply new technologies to enhance the monitoring capacity with images close to the surface (Near Remote phenology) and detect changes at various scales, leaves the ecosystem. Our goal was to address theoretical and practical problems involving the combination of two different remote monitoring systems: digital cameras phenology towers and the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). It has been focused on two innovative objectives: (a) apply these technologies to extract information ecophysiological plant, advancing the understanding of seasonal responses to environmental factors in a peculiar ecosystem of rock fields and (b) integrate the extraction techniques of red color channels , green and blue concepts of plants to landscape ecology in order to propose a different approach to connectivity studies. / Mestre

Submitted by BRUNO DEFANE BORGES null (bruno_borges01@hotmail.com) on 2016-09-22T18:12:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Bruno_Borges.pdf: 1867095 bytes, checksum: 90426695b1abf2cb0084b04476a5f781 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-09-23T14:16:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 borges_bd_me_rcla.pdf: 1867095 bytes, checksum: 90426695b1abf2cb0084b04476a5f781 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T14:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 borges_bd_me_rcla.pdf: 1867095 bytes, checksum: 90426695b1abf2cb0084b04476a5f781 (MD5) Previous issue date: 2016-01-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As observações das fases de vida das plantas, conhecida como fenologia, realizadas de formas tradicionais no solo não permitem o estudo em grandes áreas, são trabalhosas e consomem muito tempo dos observadores. Por outro lado, a fenologia feita por câmeras digitais - fenologia remota próxima a superfície - embora ainda limitada em espaço reduz consideravelmente o trabalho humano de coleta de dados. Adicionalmente, é comprovada a sua eficiência para monitorar de forma acurada a mudança foliar em muitas espécies. Este projeto teve como objetivo aplicar novas tecnologias para aumentar a capacidade de monitoramento de com imagens próximas à superfície (near remote phenology) e detectar mudanças em várias escalas, das folhas ao ecossistema. Nossa meta foi abordar problemas teóricos e práticos envolvendo a combinação de dois diferentes sistemas de monitoramento remoto: câmeras digitais em torres de fenologia e o uso de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs). Esteve focada em dois objetivos inovadores: (a) aplicar essas tecnologias para extrair informações ecofisiológicas das plantas, avançando no entendimento das respostas sazonais aos fatores ambientais para um ecossistema peculiar de campos rupestres e (b) integrar as técnicas de extração dos canais de cores vermelho, verde e azul das plantas aos conceitos da Ecologia de Paisagem, a fim de se propor um método diferente aos estudos de conectividade. / The observations of the phases of plant life, known as phenology, made of traditional forms on ground does not allow the study in large areas, are laborious and consume very observant of time. On the other hand, the phenology made by digital cameras - Near Remote phenology surface - though still limited in space greatly reduces human labor data collection. Additionally, it is proven its effectiveness to monitor accurately the leaf change in many species. This project aimed to apply new technologies to enhance the monitoring capacity with images close to the surface (Near Remote phenology) and detect changes at various scales, leaves the ecosystem. Our goal was to address theoretical and practical problems involving the combination of two different remote monitoring systems: digital cameras phenology towers and the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). It has been focused on two innovative objectives: (a) apply these technologies to extract information ecophysiological plant, advancing the understanding of seasonal responses to environmental factors in a peculiar ecosystem of rock fields and (b) integrate the extraction techniques of red color channels , green and blue concepts of plants to landscape ecology in order to propose a different approach to connectivity studies. / FAPESP: 2014/07700-0 / FAPESP: 2013/50155-0

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-04T13:19:41Z No. of bitstreams: 1 JonathanPauloPinheiroPereira_TESE.pdf: 6081875 bytes, checksum: 06da6c26b98303b3c637cb469895a4b4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-05T18:35:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JonathanPauloPinheiroPereira_TESE.pdf: 6081875 bytes, checksum: 06da6c26b98303b3c637cb469895a4b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-05T18:35:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JonathanPauloPinheiroPereira_TESE.pdf: 6081875 bytes, checksum: 06da6c26b98303b3c637cb469895a4b4 (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Para realizar um estudo sobre antenas de microfita, ? necess?rio o envolvimento da especifica??o ampla do espectro eletromagn?tico f?sicos e, cada projeto de antena requer o emprego de t?cnicas avan?adas de c?lculo num?rico para avalia??o de medidas de desempenho, como imped?ncia de entrada, padr?o de radia??o e ganho em faixas espec?ficas de frequ?ncias. Neste aspecto, esse trabalho apresenta um estudo da influ?ncia de estruturas PBG peri?dicas e quase peri?dicas nas propriedades de radia??o de antenas de microfita. O objetivo principal ? levantar as caracter?sticas do uso dessa t?cnica para aplica??es em antenas e propor utiliza??o de m?todos de otimiza??o para obter efici?ncia na elabora??o das estruturas PBG. S?o tratados tr?s tipos de antenas de microfita, com varia??es na especifica??o do substrato PBG para modelos peri?dicos e quase peri?dicos com simetrias seis e doze vezes. A valida??o dos resultados gerados pelo ambiente computacional ? alcan?ada atrav?s da fabrica??o de prot?tipos para as antenas, levando-se em considera??o cada caso de estudo, seguido por testes de desempenho do dispositivo f?sico fabricado, realizados em laborat?rio. Foram desenvolvidos algoritmos para automatizar os processos de montagem de modelos utilizados na simula??o e confec??o f?sica das antenas. Todas as an?lises foram realizadas pela compara??o entre os modelos simulados e media??es das antenas confeccionadas experimentalmente. Foram constru?das antenas projetadas para operar em frequ?ncias na faixa de 5,8 GHz utilizadas em testes operacionais para uma aplica??o de transmiss?o de v?deo em Ve?culos A?reos N?o Tripulados (VANTs).

Apresentando um papel de destaque no cenário nacional e internacional, o eucalipto possui rápido crescimento, alta produtividade, ampla diversidade de espécies, grande capacidade de adaptação e é aplicado em diferentes processos industriais, como por exemplo, produção de madeira, celulose e papel. No Brasil existem extensas áreas plantadas, principalmente nos estados de Minas Gerais, São Paulo e Paraná. Entretanto, eucaliptos são suscetíveis a doenças e pragas, o que pode trazer grandes prejuízo aos produtores. Tendo em vista esse contexto, surge a necessidade de detectar e diagnosticar doenças prematuramente, permitindo um combate ais eficaz e preciso a essas patologias. Visto que as plantações de eucalipto cobrem áreas muito extensas, o uso de VANTs (Veículos Aéreos Não-Tripulados) pode agilizar o processo de monitoramento, uma vez que podem sobrevoar grandes distâncias em pouco tempo. Sendo assim, esse trabalho desenvolveu um sistema de diagnóstico automático de doenças de eucalipto. Baseando-se em técnicas de detecção de ataques digitais, o diagnóstico é feito comparando assinaturas espectrais de plantas doentes com assinaturas conhecidas armazenadas em uma base de dados seguindo um modelo de assinaturas espectrais inspirado em um modelo de assinaturas de ataque. O sistema foi desenvolvido e validade utilizando dados de espectroradiômetros, apresentando precisão de até 96% em alguns casos. / Eucalyptus has played an important economic roll wordwide. It has rapid growth, high yield, wide species diversity, great adaptability and it is used in different industrial processes such as cellulose and paper production. However, Eucalyptus is susceptible to diseases and plagues, which could bring heavy damage to the plantations. In view of the importance of the production of Eucalyptus, the dimensions of the planted areas and of the possibility to increase yield, there is a need to detect and identify the pathologies effecting the trees. Since Eucalyptus plantations can cover a very extensive area, the use of UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) can drastically speed up the process of monitoring the crop, as they can survey very large areas in very little time. Thus, this project aims to develop a system that automatically diagnoses eucalyptus diseases. Using techniques of digital intrusion detection, the diagnostic is made by comparing the spectral signature of disease plants with know signatures stored on a database following a signature model also proposed in this project. The system was developed and validated by usin data from spectroradiometers, showing a accuracies as high as 96% in some cases.

Souza, D. A. Predição e monitoramento da vida útil remanescente de baterias aeronáuticas. 2016. 77f. Dissertação (Mestrado em Engenharia elétrica e da Computação) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, 2016. / Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e de Computação (secretaria_ppgeec@sobral.ufc.br) on 2017-02-01T16:29:31Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_dadesouza.pdf: 2712687 bytes, checksum: ab9342a53c8f7e103c022b0fcec1fcb7 (MD5) / Rejected by Ana Márcia Sousa (marciasousa@ufc.br), reason: Prezada, Favor concluir a submissão. Faltou o preenchimento dos campos: Título em inglês, citação e descrição. Também observamos que o título está todo em maiúsculo e os campos autor e orientador estão preenchidos de forma errada. Favor fazer como no guia de preenchimento, lembrando que apenas os sobrenomes compostos ficam juntos no campo sobrenome. Quanto ao trabalho o aluno precisa corrigir apenas a folha de aprovação de acordo com as normas bibliográficas que se encontram no site da biblioteca on 2017-02-02T12:13:11Z (GMT) / Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e de Computação (secretaria_ppgeec@sobral.ufc.br) on 2017-02-03T14:01:51Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_dadesouza.pdf: 2712687 bytes, checksum: ab9342a53c8f7e103c022b0fcec1fcb7 (MD5) / Rejected by Ana Márcia Sousa (marciasousa@ufc.br), reason: Prezada, Favor verificar os campus: Autor, orientador, citação, descrição e título em inglês e fazer como está no guia de preenchimento que está na documentação enviada a você por ocasião do treinamento. Quanto a dissertação do aluno ainda falta corrigir o alinhamento da pág. de aprovação de acordo com o modelo da Normalização da UFC on 2017-02-03T14:58:11Z (GMT) / Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e de Computação (secretaria_ppgeec@sobral.ufc.br) on 2017-02-07T15:54:14Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_dadesouza.pdf: 2712687 bytes, checksum: ab9342a53c8f7e103c022b0fcec1fcb7 (MD5) / Rejected by Ana Márcia Sousa (marciasousa@ufc.br), reason: Milleani, Infelizmente esta submissão continua incompleta. Por favor, faça com o guia que lhe enviei em mãos, do jeito dos exemplos para não ter que refazer. Ainda falta verificar os campus: Autor (incompleto), orientador (incompleto), descrição (incompleto) Quanto a dissertação do aluno ainda falta corrigir o alinhamento da pág. de aprovação de acordo com o modelo da Normalização da UFC. Você precisa entrar em contato com o aluno e pedir pra ele fazer a substituição do arquivo errado pelo corrigido. Aguardo, Márcia on 2017-02-08T10:46:04Z (GMT) / Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e de Computação (secretaria_ppgeec@sobral.ufc.br) on 2017-02-08T20:58:04Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_dadesouza.pdf: 2711501 bytes, checksum: 89dae5f226ceb6e84f25e57c86aa358f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Márcia Sousa (marciasousa@ufc.br) on 2017-02-09T12:24:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_dadesouza.pdf: 2711501 bytes, checksum: 89dae5f226ceb6e84f25e57c86aa358f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T12:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_dadesouza.pdf: 2711501 bytes, checksum: 89dae5f226ceb6e84f25e57c86aa358f (MD5) Previous issue date: 2017-01 / This dissertation presents a proposal for the prediction and monitoring of batteries in UAVs (Unmanned Aerial Vehicles). The applicability of batteries for aeronautical purposes has become quite common due to several advantages over the propellant combustion. However, it is important to use PHM (Prognosis and Health Monitoring) techniques as applied to UAV's equipment, where the Battery Remaining Useful Life (RUL) is supposed to be assessed in this case. This information can be used to aid decision-making on which missions must be assigned to the UAV before the next recharge. This paper presents the algorithms of the Extended Kalman Filter and Particle Filter for predicting Remaining Useful Life of Lithium Polymer (Li-Po) and Lithium Ion (Li-Ion) batteries, which are commonly used in UAVs. The proposed method uses data sets containing the profile of the voltage across the battery over time, where discharge is performed with constant current, current containing white noise, and random current. Several distinct current levels are considered, as an experimental workbench is developed for the test and generation of data sets used in this work. A database provided by NASA is also used for this purpose. The obtained results show that the introduced methodology present good considering the evaluated databases. / Este trabalho apresenta uma proposta para predição e monitoramento de baterias em VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados). A usabilidade de baterias para fins aeronáuticos tem se tornado bastante comum devido a diversas vantagens em relação a propulsores a combustão. Contudo, é importante o uso de técnicas de PMS (Prognóstico e Monitoramento de Saúde) de equipamentos do VANT, sendo que nesse caso deve ser avaliada a Vida Útil Remanescente (RUL- Remaining Useful Life) da bateria. Essa informação pode ser usada para auxiliar à tomada de decisão sobre quais missões são atribuídas ao VANT antes da próxima recarga. O presente trabalho apresenta o algoritmo do Filtro de Kalman Estendido e Filtro de Partículas para predição da Vida Útil Remanescente de baterias de Polímeros de Lítio (Li-Po) e Íons de Lítio (Li-Íon), em que estas são comumente usadas em VANTs. A metodologia proposta utiliza séries de dados contendo a evolução da tensão nos terminais da bateria ao longo do tempo, considerando que a descarga é feita com corrente constante, corrente com ruído branco e corrente aleatória. Diferentes níveis de corrente são considerados, de modo que uma bancada experimental foi desenvolvida para a realização de ensaios e geração das séries de dados usadas neste trabalho. Também foi empregada uma base de dados disponibilizada pela NASA. Os resultados demonstram que a metodologia proposta fornece bons resultados considerando as bases de dados testadas.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Relações Internacionais, Programa de Pós-Graduação em Relações Internacionais, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-22T14:52:59Z No. of bitstreams: 1 2015_HugoFreitasPeres.pdf: 1172084 bytes, checksum: 613f9f51b94a9419430e85684bfc0468 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-28T21:21:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_HugoFreitasPeres.pdf: 1172084 bytes, checksum: 613f9f51b94a9419430e85684bfc0468 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T21:21:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_HugoFreitasPeres.pdf: 1172084 bytes, checksum: 613f9f51b94a9419430e85684bfc0468 (MD5) / Neste trabalho, visa-se a avaliar as implicações da tecnologia de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) para a segurança internacional. O desenvolvimento e o emprego desses equipamentos em teatros de batalha consolidou-se com os avanços tecnológicos da década de 1990 e com a mudança no paradigma dos conflitos internacionais, da guerra industrial interestatal para o da guerra irregular complexa. Ao combinar diversas tecnologias complementares em uma plataforma única, VANTs encerram capacidades inovadoras, de orientação ofensiva, que influenciam não só os cálculos governamentais para o engajamento em conflitos, mas também originam dinâmicas deletérias para a segurança internacional. Ao diminuir os custos estratégicos, econômicos e políticos da participação em guerras, além de acirrar o dilema da segurança sistemicamente, a tecnologia de VANTs eleva a probabilidade de ocorrência de conflitos internacionais, gerando consequências negativas, principalmente, aos Estados menos capacitados do sistema internacional. / This dissertation aims to assess the implications of the technology of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for international security. The development and use of these devices in battlefields was consolidated with the technological advances of the 1990s and the change in the paradigm of international conflicts, from interstate industrial warfare to the complex irregular warfare. By combining several complementary technologies into a single platform, UAVs bring innovative capabilities, with an offensive bias, not only influencing the government's calculations for engaging in conflicts, but also originating deleterious dynamics to international security. By reducing the strategic, economic and political costs of participation in wars and intensifying the prisoner's dilemma systemically, UAV technology increases the likelihood of international conflicts, generating negative consequences especially to those states with less capabilities in the international system.

Several configurations of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) were proposed to support different applications. One of them is the tailsitter, a fixed-wing aircraft that takes off and lands on its own tail, with the high endurance advantage from fixed-wing aircraft and, as helicopters and multicopters, not requiring a runway during takeoff and landing. However, a tailsitter has a complex operation with multiple flight stages, each one with its own particularities and requirements, which emphasises the necessity of a reliable autopilot for its use as a UAV. The literature already introduces tailsitter UAVs with complex mechanisms or with multiple counter-rotating propellers, but not one with only one propeller and without auxiliary structures to assist in the takeoff and landing. This thesis presents a tailsitter UAV, named AVALON (Autonomous VerticAL takeOff and laNding), and its autopilot, composed of 3 main units: Sensor Unit, Navigation Unit and Control Unit. In order to choose the most appropriate techniques for the autopilot, different solutions are evaluated. For Sensor Unit, Extended Kalman Filter and Unscented Kalman Filter estimate spatial information from multiple sensors data. Lookahead, Pure Pursuit and Line-of-Sight, Nonlinear Guidance Law and Vector Field path-following algorithms are extended to incorporate altitude information for Navigation Unit. In addition, a structure based on classical methods with decoupled Proportional-Integral-Derivative controllers is compared to a new control structure based on dynamic inversion. Together, all these techniques show the efficacy of AVALONs autopilot. Therefore, AVALON results in a small electric tailsitter UAV with a simple design, with only one propeller and without auxiliary structures to assist in the takeoff and landing, capable of executing all flight stages. / Diversas configurações de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) foram propostas para serem utilizadas em diferentes aplicações. Uma delas é o tailsitter, uma aeronave de asa fixa capaz de decolar e pousar sobre a própria cauda. Esse tipo de aeronave apresenta a vantagem de aeronaves de asa fixa de voar sobre grandes áreas com pouco tempo e bateria e, como helicópteros e multicópteros, não necessita de pista para decolar e pousar. Porém, um tailsitter possui uma operação complexa, com múltiplos estágios de voo, cada um com suas peculiaridades e requisitos, o que enfatiza a necessidade de um piloto automático confiável para seu uso como um VANT. A literatura já introduz VANTs tailsitters com mecanismos complexos ou múltiplos motores contra-rotativos, mas não com apenas um motor e sem estruturas para auxiliar no pouso e na decolagem. Essa tese apresenta um VANT tailsitter, chamado AVALON (Autonomous VerticAL takeOff and laNding), e seu piloto automático, composto por 3 unidades principais: Unidade Sensorial, Unidade de Navegação e Unidade de Controle. Diferentes soluções são avaliadas para a escolha das técnicas mais apropriadas para o piloto automático. Para a Unidade Sensorial, Extended Kalman Filter e Unscented Kalman Filter estimam a informação espacial de múltiplos dados de diversos sensores. Os algoritmos de seguimento de trajetória Lookahead, Pure Pursuit and Line-of-Sight, Nonlinear Guidance Law e Vector Field são estendidos para considerar a informação da altitude para a Unidade de Navegação. Além do mais, uma estrutura baseada em métodos clássicos com controladores Proporcional- Integral-Derivativo desacoplados é comparada a uma nova estrutura de controle baseada em dinâmica inversa. Juntas, todas essas técnicas demonstram a eficácia do piloto automático do AVALON. Portanto, AVALON resulta em um VANT tailsitter pequeno e elétrico, com um design simples, apenas um motor e sem estruturas para auxiliar o pouso e a decolagem, capaz de executar todos os estágios de voo.

Several configurations of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) were proposed to support different applications. One of them is the tailsitter, a fixed-wing aircraft that takes off and lands on its own tail, with the high endurance advantage from fixed-wing aircraft and, as helicopters and multicopters, not requiring a runway during takeoff and landing. However, a tailsitter has a complex operation with multiple flight stages, each one with its own particularities and requirements, which emphasises the necessity of a reliable autopilot for its use as a UAV. The literature already introduces tailsitter UAVs with complex mechanisms or with multiple counter-rotating propellers, but not one with only one propeller and without auxiliary structures to assist in the takeoff and landing. This thesis presents a tailsitter UAV, named AVALON (Autonomous VerticAL takeOff and laNding), and its autopilot, composed of 3 main units: Sensor Unit, Navigation Unit and Control Unit. In order to choose the most appropriate techniques for the autopilot, different solutions are evaluated. For Sensor Unit, Extended Kalman Filter and Unscented Kalman Filter estimate spatial information from multiple sensors data. Lookahead, Pure Pursuit and Line-of-Sight, Nonlinear Guidance Law and Vector Field path-following algorithms are extended to incorporate altitude information for Navigation Unit. In addition, a structure based on classical methods with decoupled Proportional-Integral-Derivative controllers is compared to a new control structure based on dynamic inversion. Together, all these techniques show the efficacy of AVALONs autopilot. Therefore, AVALON results in a small electric tailsitter UAV with a simple design, with only one propeller and without auxiliary structures to assist in the takeoff and landing, capable of executing all flight stages. / Diversas configurações de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) foram propostas para serem utilizadas em diferentes aplicações. Uma delas é o tailsitter, uma aeronave de asa fixa capaz de decolar e pousar sobre a própria cauda. Esse tipo de aeronave apresenta a vantagem de aeronaves de asa fixa de voar sobre grandes áreas com pouco tempo e bateria e, como helicópteros e multicópteros, não necessita de pista para decolar e pousar. Porém, um tailsitter possui uma operação complexa, com múltiplos estágios de voo, cada um com suas peculiaridades e requisitos, o que enfatiza a necessidade de um piloto automático confiável para seu uso como um VANT. A literatura já introduz VANTs tailsitters com mecanismos complexos ou múltiplos motores contra-rotativos, mas não com apenas um motor e sem estruturas para auxiliar no pouso e na decolagem. Essa tese apresenta um VANT tailsitter, chamado AVALON (Autonomous VerticAL takeOff and laNding), e seu piloto automático, composto por 3 unidades principais: Unidade Sensorial, Unidade de Navegação e Unidade de Controle. Diferentes soluções são avaliadas para a escolha das técnicas mais apropriadas para o piloto automático. Para a Unidade Sensorial, Extended Kalman Filter e Unscented Kalman Filter estimam a informação espacial de múltiplos dados de diversos sensores. Os algoritmos de seguimento de trajetória Lookahead, Pure Pursuit and Line-of-Sight, Nonlinear Guidance Law e Vector Field são estendidos para considerar a informação da altitude para a Unidade de Navegação. Além do mais, uma estrutura baseada em métodos clássicos com controladores Proporcional- Integral-Derivativo desacoplados é comparada a uma nova estrutura de controle baseada em dinâmica inversa. Juntas, todas essas técnicas demonstram a eficácia do piloto automático do AVALON. Portanto, AVALON resulta em um VANT tailsitter pequeno e elétrico, com um design simples, apenas um motor e sem estruturas para auxiliar o pouso e a decolagem, capaz de executar todos os estágios de voo.