Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-15T04:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334381.pdf: 32767805 bytes, checksum: 2fddf54f242da2cdb0966d3983454226 (MD5) Previous issue date: 2015 / Esta tese aborda a análise do sistema de localização acústica de veículos subaquáticos em uma configuração dita de base longa auxiliada por sensores inerciais. Para o processo de filtragem de dados, o filtro de Kalman, em sua versão estendida EKF (Extended Kalman Filter), é utilizado de modo a aproveitar toda informação relacionada aos estados do veículo proveniente dos sensores. O foco do trabalho está no processo de aprendizagem a partir de dados com vistas à identificação das medições errôneas do tempo de chegada da sonda sonora e à correção das mesmas. As técnicas exploradas para essas finalidades são o AAKR (AutoAssociative Kernel Regression) e o SVDD (Support Vector Data Description). O objetivo é melhorar a estimação dos estados do veículo (posição, velocidade e orientação) provenientes dos sensores inerciais, aproveitando um conjunto de medições corretas obtidas durante a navegação ou em missões anteriores à atual. A melhoria no desempenho do sistema de localização foi analisado por simulação utilizando dados experimentais obtidos em missões com veículos de baixo custo e modelos de propagação acústica que inserem desvios factíveis aos tempos de chegada medidos. Os resultados são comparados ao desempenho obtido com uma solução clássica para a localização acústica de veículos autônomos em ambiente subaquático. Destaca-se ainda que a arquitetura proposta não se apresenta firmemente acoplada ou fortemente dependente de qualquer outro algoritmo presente no veículo, o que a caracteriza como uma solução bastante modular com a possibilidade de estendê-la a outras aplicações.<br> / Abstract : This thesis deals with the analysis of an acoustic localization system in a long baseline configuration for navigation of underwater vehicles aided by inertial sensors. For the process of filtering data, the Extended Kalman Filter (EKF) is used in order to take advantage of all information related to the states of the vehicle from the sensors. The focus is on the process of learning from data with a view to identify erroneous measurements of the time of flight of the acoustic signal and correct eventual deviations in this quantity. The techniques used for these purposes are AAKR (AutoAssociative Kernel Regression) and SVDD (Support Vector Data Description). The objective is to improve the accuracy of the estimates of the vehicle s states (position, velocity and orientation) coming from the inertial sensors, taking advantage of a set of correct measurements obtained during prior navigations or in the current missions. The improved performance of the tracking system is evidenced by the data obtained using in field missions with low-cost vehicles and acoustic propagation models that insert feasible deviations to arrival times measured. The results are compared with the performance obtained with other classical solution to acoustic localization task in underwater environment of autonomous vehicles. It is highlighted also that the proposed architecture is not tightly coupled to any other algorithm running in the vehicle , which characterizes the approach as a very modular and cost-effective computing solution.

[pt] Este trabalho consiste na sistematização da análise de propriedades do processamento digital por blocos. Como conseqüência da mesma, são estudadas implementações alternativas. Apresenta-se em primeiro lugar um resumo de alguns aspectos da implementação por blocos, isto é, o processamento de várias amostras de excitação simultaneamente, para em seguida examinar a estabilidade, propriedades das matrizes em jogo e facilidade do cálculo da sensibilidade, desta implementação. Estuda-se a rede transposta, fazendo-se uma comparação com a rede normal e analisando suas propriedades. Formas de realização são sugeridas estudando sua viabilidade em termos de número de processadores, memória, tempo de computação e retardo. Sugere-se ainda que um filtro digital qualquer seja implementado como a cascata de um filtro só polos e um FIR para permitir o cálculo das sensibilidades, das respostas impulsional e em freqüência, a quantização dos coeficientes da função de transparência. Finalmente, uma simulação em um microcomputador em linguagem de alto nível (BASIC) é apresentada para exemplificar a implementação dos blocos. / [en] This work consists of a systematization of properties analysis of block digital processing. As a consequence, alternative implementation are studied. It is first shown a resume of some aspects of block implementation, i. e., the processing of many samples of the excitation simultaneouly, to examine the stability, properties of some matrixes of interest and facility of calculating the sensibility of such implementation. It is studied the transpose network and comparisons are made with the normal structure analysing its properties. Other realizations are proposed examining aspects such as: number of processors, memory, computing time and delay. It is suggested that a digital filtering should be implemented as a tandem connection of an all pole and FIR filter to allow a simple calculus of the sensibility of the impulsional and frequency responses to the coeficients quantization of the transfer function. Finally, a simulation on a microcomputer in a high level language (BASIC) is given to serve as an example of the block implementation.

Submitted by Santos Davilene (davilenes@ufba.br) on 2016-05-25T15:22:41Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ciencia_computacao_rafael_glauber.pdf: 2701674 bytes, checksum: d9b74db08b0e071f5dddf22ab848cd3e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T15:22:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ciencia_computacao_rafael_glauber.pdf: 2701674 bytes, checksum: d9b74db08b0e071f5dddf22ab848cd3e (MD5) / Sistemas de Recomendação sugerem itens de interesse explorando as preferências dos usuários ajudando-os contra o problema da sobrecarga de informações. Primeiramente estes sistemas eram construídos, exclusivamente, através de técnicas com origem nas áreas de Recuperação de Informação e Aprendizado de Máquina. Porém, desde o início da década de 90 a abordagem conhecida como Filtragem Colaborativa, que não explora qualquer tipo de conteúdo disponível dos itens para realizar sua tarefa, passou a ser a mais utilizada como solução para estes sistemas. Pesquisas como as de Shardanand & Maes (1995); Das et al. (2007); Konstan & Riedl (2012) justificam essa preferência por conta de deficiências preexistentes nos algoritmos de filtragem por conteúdo dos itens. Entretanto, nestas pesquisas não são evidenciadas essas deficiências ou mesmo as diferenças e semelhanças das recomendações geradas pelos algoritmos dessas duas abordagens levando esta discussão ao senso comum. Neste trabalho é proposta uma metodologia para comparação de algoritmos de recomendação que vai além da precisão das previsões. Para demonstrar essa metodologia a aplicamos na comparação das abordagens de Filtragem Baseada em Conteúdo Textual e a Filtragem Colaborativa. Nossos resultados demonstram que algoritmos dessas duas abordagens não só diferem em diversas dimensões em um teste de sistema, como também apresentam características que sugerem grande complementariedade.

Submitted by Júlio Leão Brandão (jlbrandao@ufba.br) on 2018-08-21T17:08:00Z No. of bitstreams: 1 tese-versao-final.pdf: 16301429 bytes, checksum: f3c4e7b98f047f2f5de6f18af2dd6df0 (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-08-29T13:44:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese-versao-final.pdf: 16301429 bytes, checksum: f3c4e7b98f047f2f5de6f18af2dd6df0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T13:44:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese-versao-final.pdf: 16301429 bytes, checksum: f3c4e7b98f047f2f5de6f18af2dd6df0 (MD5) / XXX

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2014-09-26T19:43:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao.Mateus.Texto.pdf: 551471 bytes, checksum: d97e7cfb839c8c3dd7b3b1360d112957 (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2014-11-24T18:21:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao.Mateus.Texto.pdf: 551471 bytes, checksum: d97e7cfb839c8c3dd7b3b1360d112957 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T18:21:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao.Mateus.Texto.pdf: 551471 bytes, checksum: d97e7cfb839c8c3dd7b3b1360d112957 (MD5) Previous issue date: 2014 / Diante de uma discussão não consensual a respeito da existência ou não de um trade-off entre inflação e desemprego (curva de Phillips), esta dissertação analisa a evolução desta relação na economia brasileira no período 1980-2010 através de duas análises diferentes: A primeira é uma análise considerada estática, realizada com a utilização de uma regressão linear simples. A segunda consiste em uma análise dinâmica, onde é utilizada uma regressão com coeficientes time-varying, com a estimação dos coeficientes sendo realizada com a aplicação do filtro de Kalman. Os resultados econométricos mostraram que a relação entre inflação e desemprego de fato se alterou ao longo do período analisado: A curva de Phillips se torna horizontal após o Plano Real e fica levemente positiva após o Regime de Metas de Inflação. Sendo assim, este trabalho basicamente se divide em duas partes: A primeira consiste de uma contextualização teórica da relação entre inflação e desemprego e do regime de metas de inflação. A segunda parte traz a análise econométrica, onde é descrita a evolução do trade-off. Diante dos resultados encontrados, são apresentadas suas possíveis causas e é realizada uma análise qualitativa da atual política monetária praticada pelo Banco Central do Brasil. / Faced with a nonconsensual discussion regarding the existence or not of a tradeoff between inflation and unemployment (Phillips curve), this dissertation examines the evolution of this relationship in the Brazilian economy during the period 1980-2010 using two different analysis: The first is considered a static analysis, performed with the use of a simple linear regression. The second is a dynamic analysis, where it is used a regression with time-varying coefficients, and the estimation of the coefficients is accomplished with the application of the Kalman filter. The econometric results show that the relationship between inflation and unemployment in fact changed over the period analyzed: The Phillips curve becomes horizontal after the Real Plan and is slightly positive after the Inflation Targeting Regime. Accordingly, this work is basically divided into two parts: The first consists of a brief review of the relationship between inflation and unemployment and the inflation targeting regime. The second part presents the econometric analysis, which describes the evolution of trade-off. Faced with the results, are presented their possible causes and is carried out a qualitative analysis of current monetary policy applied by the Central Bank of Brazil.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2013-03-04T18:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304690.pdf: 1928209 bytes, checksum: 318302a7c13c60243418a275bcfdbd3e (MD5) / Neste trabalho, o controlador de Variância Mínima Generalizado, GMV, é desenvolvido no domínio de representações no espaço de estados, beneficiando-se de uma equivalência de seu preditor de variância mínima com uma solução particular do Filtro de Kalman, a qual caracteriza uma atraente abordagem por evitar a solução da equação de Diophantine. O procedimento de projeto se baseia na característica de que a estrutura do controlador é herdada do modelo de projeto, onde variáveis de estado estimadas, com significado ou comportamento físico compreensível, entram na síntese de uma lei de controle por realimentação de estados estimados. A complexidade da estrutura do controlador é então ditada pela complexidade do modelo de projeto, mas o procedimento de sintonia, mesmo para sistemas multivariáveis e com múltiplos atrasos assíncronos, é factível de ser executado e implementado. A idéia usada no GMV via realimentação de estados está focada no controlador GMV de ordem mínima, o qual é sintonizado por um único parâmetro escalar que pondera a energia empregada no sinal de controle. Mas como o conceito de variáveis de estado é introduzido, a lei de controle resultante é uma composição de diversos GMVs de ordem mínima, um para cada variável de estado considerada no problema. A base teórica para o desenvolvimento desse controlador por realimentação de estados estimados é um novo procedimento de projeto de controle GMV no espaço de estados, conhecido como GMVSS. Este procedimento difere do original, de Clarke e Gawthrop, via funções de transferência, mas fornecendo exatamente os mesmos resultados. A contribuição mais significativa do GMVSS é a simplicidade de obtenção do preditor devido a ausência da equação de Diophantine no procedimento de projeto. A Diophantine é resolvida indiretamente e de maneira natural pela própria formulação do problema, a partir do Filtro de Kalman obtido de uma representação ARMAX no espaço de estados, dispensando também a solução da equação a diferenças de Riccati para calcular o ganho de Kalman. A união dos resultados do GMVSS com a abordagem por realimentação de estados estimados, abre novas perspectivas de projeto de controle GMV com filtragem de Kalman de forma intrínseca e sintonia do controlador baseada em GMVs de ordem mínima operando paralelamente como em uma topologia de controle de múltiplas malhas. / In this work, the Generalized Minimum Variance controller, GMV, is developed within the state space framework, benefiting from an equivalence of its minimum variance predictor with a particular solution of the Kalman Filter, which characterizes an attractive approach since it avoids the Diophantine equation solution. The design procedure is based on the characteristic that the controller structure is inherited from the design model, where estimated state variables, with comprehensible physical meaning or behavior, come into play in the synthesis of a state-feedback control law. The complexity of the controller structure is then dictated by the complexity of the design model, but the tuning procedure, even for asynchronous multi-delayed multivariable systems, is feasible to be handled with a certain degree of simplicity. The main idea behind the state-feedback GMV controller is focused on the minimal order GMV controller, which is tuned by a single scalar parameter that weights the energy employed on the control signal. Since the state variable concept is introduced, the produced control law is the composition of several minimal order GMVs, each one to every state variable considered in the problem. The theoretical base used in the development of the estimated state-feedback controller is a new GMV state space design procedure, known as GMVSS. This procedure differs from the original transfer function method, of Clarke and Gawthrop, but matching exactly the same results. The most significant contribution of GMVSS is the simplicity of the predictor design, since it avoids the Diophantine equation solution. The Diophantine is indirectly solved in a natural way by the problem formulation itself, from a Kalman Filter obtained from an ARMAX state space representation, that also dismisses the Riccati difference equation solution to derive the Kalman gain. By putting together the GMVSS and the state-feedback approach results, leads to new design perspectives of GMV control with intrinsic Kalman filtering techniques and tuning of minimal order GMVs operating as if in a multi-loop control topology.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337474.pdf: 12452289 bytes, checksum: 0a6cc7facdea4c427dc9c0ed690283ab (MD5) Previous issue date: 2015 / Dentro das responsabilidades dos gestores de empreendimentos de construção está a geração de relatórios de acompanhamento e a identificação e comunicação de tendências. Neste sentido, prever o desempenho em prazo e custo pode ajudar aos gestores no processo de tomada de decisão. O Project Management Institute fornece um conjunto de índices que permitem avaliar a tendência de um empreendimento, entretanto esta abordagem vem sendo criticada por não considerar a natureza probabilística das variáveis que caracterizam o estado do empreendimento no tempo. A aplicação de filtros lineares é a abordagem mais empregada para sistemas estocásticos, de modo que o filtro de Kalman vem sendo cada vez mais utilizado. Portanto, o presente trabalho enfoca o desenvolvimento de um modelo de previsão para prazo e custo a partir da aplicação do filtro de Kalman em dados de empreendimentos de construção civil. Para tanto foi construída uma base de dados para estimar os parâmetros necessários à aplicação do filtro, bem como a calibração e validação do modelo proposto. Com a aplicação do filtro, após o período de adaptação, foram observados erros inferiores a 5% nas previsões para o mês seguinte e até 20% para as previsões no término do empreendimento. <br> / Abstract : Within the responsibilities of managers of construction projects is the generation of reports for monitoring and identifying and communicating trends. In this sense, predict performance in time and cost can help managers in the decision-making process. The Project Management Institute provides a set of indices which measure the tendency of a project, however this approach has been criticized for not considering the probabilistic nature of the variables that characterize the state of the project in time. The application of linear filters is the approach most often used for stochastic systems so that the Kalman filter is being increasingly used. Therefore, this paper focuses on the development of a predictive model for time and cost from the application of the Kalman filter for building construction development. Thus, built a database to estimate the necessary application of the filter parameters, and the calibration and validation of the proposed model. By applying the filter after the adaptation period, less than 5% in the forecast for the next month and to 20% for forecasting the end of the project errors were observed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-04T04:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344613.pdf: 6588279 bytes, checksum: 79ccc6f1f7f11b3a1a4afaaee59cd39a (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho é proposto um filtro para atenuação de ruído em vídeos, em tempo real, baseado na fusão de uma modificação do filtro de Kalman e do filtro bilateral, de forma a aproveitar características espaciais e temporais das imagens, preservando contornos e características essenciais à visão humana e computacional. O algoritmo proposto, chamado STMKF, mantém as características do filtro de Kalman original para regiões onde não há movimento e aplica o filtro bilateral nas regiões onde ocorre movimento, fazendo o filtro de Kalman convergir mais rápido para os novos valores adquiridos. Os resultados experimentais mostraram que o filtro é competitivo em relação aos demais, principalmente onde o fundo da imagem é estacionário. A avaliação de desempenho em CPUs e GPUs mostrou sua viabilidade em tempo real, com a filtragem de aproximadamente 30 frames FullHD por segundo em um Intel i7 e mais de 1000 FPS para um video 480p em GPU.<br> / Abstract : In this work is proposed a filter to minimize noise in videos, in real time, based on the fusion of a modified Kalman Filter and a bilateral filter, taking advantage of statial and temporal characteristics of the images, preserving contours and essential features for human and computer vision. The proposed algorithm, called STMKF, maintains the original Kalman filter characteristics in motionless regions and it applies the bilateral filter in regions with motion, which make the Kalman filter converge faster for the new acquired values. The experimental results show that the proposed filter is competitive in relation to others, mainly in videos with more static backgrounds. The performance evaluation in CPUs and GPUs shows that STMKF is viable in real time, filtering approximately 30 FullHD frames per second in a Intel i7 and over 1000 FPS of a 480p video on a GPU.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:39:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 201225.pdf: 2420975 bytes, checksum: e429dc50af65d1cb41c5c937ce4ce8f8 (MD5) / A presente tese trata da utilização de programação evolucionária (PE) em sistemas de restauração de imagens via filtragem de Kalman e da proposta de uma medida para avaliação da qualidade de imagens restauradas baseada na percepção visual humana. A PE é usada na etapa de estimação paramétrica do filtro de Kalman de modelo de ordem reduzida (reduced order model Kalman filter - ROMKF). Em conseqüência da função de controle da estimação paramétrica apresentar ótimos locais e da utilização de algoritmos de otimização sensíveis às condições iniciais, as estratégias tradicionais reiniciam o processo de restauração diversas vezes, com diferentes condições iniciais, na tentativa de contornar os problemas de convergência indesejável. Contudo, as simulações apresentadas mostram que a estratégia de reinícios é ineficiente e, por outro lado, uma única restauração via ROMKF-PE é suficiente para se obter uma imagem que é representativa do melhor que o sistema de restauração pode oferecer. Esta tese também propõe uma medida para avaliação da qualidade de imagens restauradas, denominada medida de qualidade composta (MQC), que é baseada na percepção visual humana. No desenvolvimento da MQC, são realizados experimentos que avaliam a correlação entre a percepção humana da qualidade em imagens e medidas objetivas dos efeitos de distorção em freqüência e injeção de ruído, considerados isoladamente. A MQC é baseada na medida de qualidade de ruído (noise quality measure - NQM) e na medida de qualidade de distorção em freqüência (MQD), sendo validada experimentalmente.

Este trabalho descreve a especificação e implementação do protótipo Assistente de Feedback que ajuda os usuários a ajustarem os parâmetros do serviço de filtragem de mensagens vindas do correio eletrônico de sistemas como o Direto. O Assistente de Feedback é instalado no computador do usuário do Direto para monitorar suas preferências representadas pelas ações aplicadas nas mensagens do correio eletrônico. O trabalho apresenta, ainda, uma revisão bibliográfica sobre os conceitos gerais de probabilidades, redes Bayesianas e classificadores. Procura-se descrever as características gerais dos classificadores, em especial o Naive Bayes, sua lógica e seu desempenho comparado a outros classificadores. São abordados, também, conceitos relacionados ao modelo de perfil de usuário e o ambiente Direto. O Naive Bayes torna-se atraente para ser utilizado no Assistente de Feedback por apresentar bom desempenho sobre os demais classificadores e por ser eficiente na predição, quando os atributos são independentes entre si. O Assistente de Feedback utiliza um classificador Naive Bayes para predizer as preferências por intermédio das ações do usuário. Utiliza, também, pesos que representarão a satisfação do usuário para os termos extraídos do corpo da mensagem. Esses pesos são associados às ações do usuário para estimar os termos mais interessantes e menos interessantes, pelo valor de suas médias finais. Quando o usuário desejar alterar os filtros de mensagens do Direto, ele solicita ao Assistente de Feedback sugestões para possíveis exclusões dos termos menos interessantes e as possíveis inclusões dos termos mais interessantes. O protótipo é testado utilizando dois métodos de avaliação para medir o grau de precisão e o desempenho do Assistente de Feedback. Os resultados obtidos na avaliação de precisão apresentam valores satisfatórios, considerando o uso de cinco classes pelo classificador do Assistente de Feedback. Os resultados dos testes de desempenho permitem observar que, se forem utilizadas máquinas com configurações mais atualizadas, os usuários conseguirão receber sugestões com tempo de respostas mais toleráveis.