A tarefa de operar um veículo submarino durante missões de inspeção de ambientes estruturados como, por exemplo, duto de usinas hidrelétricas, é feita principalmente por meio de referências visuais e uma bússola magnética. Porém alguns ambientes desse tipo podem apresentar uma combinação de baixa visibilidade e anomalias ferromagnéticas que inviabilizaria esse tipo de operação. Este trabalho, motivado pelo desenvolvimento de um veículo submarino operado remotamente (ROV) para ser usado em ambientes com essas restrições, propõe um sistema de navegação que utiliza o conhecimento prévio das dimensões do ambiente para corrigir o estado do veículo por meio da correlação dessas dimensões com os dados de um sonar de imageamento 2D. Para fazer essa correlação é utilizado o ltro de partículas, que é uma implementação não paramétrica do ltro Bayesiano. Esse ltro faz a estimação do estado com base nos métodos sequenciais de Monte Carlo e permite trabalhar de uma maneira simples com modelos não lineares. A desvantagem desse tipo de fusão sensorial é o seu alto custo computacional o que geralmente o impede de ser utilizado em aplicações de tempo real. Para que seja possível utilizar esse ltro em tempo real, será proposto neste trabalho uma implementação paralela utilizando uma unidade de processamento gráco (GPU) da NVIDIA e a arquitetura CUDA. Neste trabalho também será feito um estudo da utilização de duas congurações de sensores no sistema de navegação proposto neste trabalho. / The task of navigating a Remotely Operated underwater Vehicles (ROV) during inspection of man-made structures is performed mostly by visual references and occasionally a magnetic compass. Yet, some environments present a combination of low visibility and ferromagnetic anomalies that negates this approach. This paper, motivated by the development of a ROV designed to work on such environment, proposes a navigation method for this kind of vehicle. As the modeling of the system is nonlinear, the method proposed uses a particle lter to represent the vehicle state that is a nonparametric implementation of the Bayes lter. This method to work needs a priori knowledge of the environment map and to make the data association with this map, a 2D image sonar is used. The drawback of the sensor fusion used in this work is its high computational cost which generally prevents it from being used in real time applications. To be possible for this lter to be used in real time application, in this work is proposed a parallel implementation using a graphics processing unit (GPU) from NVIDIA and CUDA architecture. In this work is also made a study of two types of sensors conguration on the navigation system proposed in this work.

Os filtros de fibras flexíveis são módulos de filtração direta cujo leito filtrante é formado por micro fibras de poliamida, permitindo altas eficiências de remoção de sólidos suspensos, e aplicação de altas taxas de filtração. O presente estudo avaliou tal configuração de filtro utilizando fibras de algodão mercerizado e poliéster na forma de fios. Foram realizados testes de resistência dos fios a meios com características químicas distintas - alcalino, ácido e com cloro residual. Foi realizada caracterização das fibras estudadas através de Microscopia Óptica e Microscopia Eletrônica de Varredura. Foram construídos 4 filtros com diâmetro interno de 28 mm, e porosidade 67% (algodão), e 75% (poliéster), sendo 2 filtros constituídos de fibras de algodão mercerizado - comprimento de leito 60 e 100 cm; e 2 filtros constituídos de fibras de poliéster - comprimento de leito 60 e 100 cm. Foi utilizada para alimentação dos filtros água sintética de turbidez 7,7 ± 0,3 uT, e cor aparente 97 ± 5,0 uC, e realizada coagulação in-line com 22,5mg/L e 15 mg/L (este último valor somente para os filtros de 100 cm) de sulfato de alumínio. Foram avaliadas taxas de filtração de 40, 60, 80, 100 e 120 m/h. Os limites de turbidez estabelecidos para o filtrado foram de 1 e 2 uT. Os filtros de fibras flexíveis de algodão mercerizado e poliéster de leito 60 cm só conseguiram atingir os limites de turbidez até taxa de 80 m/h. Os filtros de leito 100 cm atingiram os limites satisfatoriamente em todas as taxas de filtração. Os filtros de poliéster obtiveram carreiras de filtração mais longas do que as obtidas pelos filtros de algodão, além de apresentarem perdas de carga menores. Exceto para taxa 40 e 60 m/h para o filtro de algodão mercerizado, todas as outras taxas em ambos os filtros obtiveram desempenhos melhores (carreiras de filtração longas, e filtrado de melhor qualidade) com dosagem menor de coagulante. Esse estudo mostrou potencial no uso das fibras de algodão mercerizado e poliéster nos filtros de fibras flexíveis aplicados em tratamento de água para abastecimento. Sugere-se estudos avançados para aplicação no Brasil de tal tecnologia. / The flexible fiber filters are direct filtration modules which filter media is made of polyamide micro fibers, obtaining high solids removal efficiency, and high filtration rates. This study evaluated the performance of the filter using mercerized cotton and polyester fibers. Tests of fibers resistance due to alkaline, acid and chlorinated environments were realized at the present research. The fibers were also analyzed by means of Optic and Scanning Electronic Microscopy. Four field-scale filters with an internal diameter of 28mm, porosity of 67% (cotton), and 75% (polyester) were installed; two of them made of mercerized cotton fiber- high of 60 and 100 cm; and two made of polyester fiber - high of 60 and 100 cm. A synthetic water was used as influent - turbidity 7,7 ± 0,3 uT, and color 97 ± 5,0 uC. In-line coagulation was used with 22,5 mg/L and 15 mg/L (this last value was only applied on 100cm length filters) of aluminium sulfate. The filtration rates studied were 40, 60, 80, 100 e 120 m/h. The turbidity limits were 1 e 2 uT. The 60 cm high flexible fiber filter made of mercerized cotton and polyester only could work under the established turbidity limits until 80 m/h. The 100 cm high flexible fiber filter could work well in all the filtration rates. The flexible fiber filter made of polyester obtained longer filtration times, and lower pressure drop comparing to the flexible fiber filter made of mercerized cotton. Except for filtration rates of 40 e 60 m/h which mercerized cotton filter, in all the rates for both fiber filters, the lower coagulant dosage demonstrated better results - longer filtration times, and better quality in the effluent. This study indicated the potential of using flexible fiber filter made of mercerized cotton and polyester in water treatment. It is suggested advanced studies for this technology application in Brazil.

Os efluentes gasosos industriais têm sido tradicionalmente tratados por processos físico-químicos, como lavadores, adsorção, condensação e oxidação. Embora essas técnicas tenham altas eficiências, a necessidade de adição de produtos químicos e a substituição do adsorvente resulta em custo de operação relativamente alto quando comparados com técnicas de tratamento biológico. O objetivo deste trabalho foi: aprimorar uma unidade experimental de biofiltração para depuração de uma corrente gasosa contendo \'H IND.2\'S\' utilizando como material suporte a espuma de poliuretano, analisar a fluidodinâmica do leito através de ensaios de perda de carga em função da vazão de ar e da umidade do leito e analisar o desempenho do biofiltro na depuração do \'H IND.2\'S\' com o aumento progressivo da concentração de entrada. O biofiltro foi construído com uma coluna de acrílico, dividida em 3 módulos, 2 com 13 cm de altura e um central com 50 cm, totalizando uma altura do leito de 76 cm e o diâmetro interno era de 5,2 cm. Nas extremidades superiores e inferiores do biofiltro foram acoplados módulos para a distribuição e captação da corrente gasosa e também para a recirculação da fase líquida. O inóculo utilizado foi lodo de uma unidade de lodos ativados, que trabalha como pós-tratamento de um reator UASB tratando esgotos domésticos. A adaptação do inóculo foi realizada por 7 dias com tiossulfato e 7 dias com o \'H IND.2\'S\'. As concentrações médias de sulfeto estudadas foram subdivididas em sete fases com concentrações médias de 141, 271, 514, 532, 581, 878 e 1303 ppm. A vazão utilizada foi de 100 L/h resultando em um tempo de detenção de aproximadamente 58 segundos. As perdas de carga obtidas no sistema foram inferiores a 0,8.\'10 POT.-2\' mca. A espuma de poliuretano se apresentou um bom meio suporte para a fixação dos microrganismos. O lodo ativado se apresentou um bom inóculo para o tratamento de \'H IND.2\'S\' por necessitar de um curto período de tempo para sua adaptação. A eficiência média do biofiltro se manteve acima dos 96%. A umidade do leito se manteve acima de 92%, atingindo uma capacidade de eliminação máxima (ECmáx) de aproximadamente 155 g/\'M POT.3\'.h e uma capacidade de eliminação ótima (ECótimo) de aproximadamente 139 g/\'M POT.3\'.h. O principal produto da degradação do \'H IND.2\'S\' encontrado foi o enxofre elementar. / Traditionally the industrial waste gases have been treated by physical-chemical processes, such as scrubbers, absorption, condensation and oxidation. Although these techniques presented great efficiency, the need to add chemical products and the replacement of adsorbent results in relatively high operational costs compared to biological treatment techniques. The objective of this study is to improve an experimental biofiltration unit to remove air steam containing \'H IND.2\'S\', using polyurethane foam as filter bed, to analyze the bed dynamic flow through pressure drop and the bed moisture, and to analyze the biofilter behavior during the \'H IND.2\'S\' depuration with the progressive increase of input concentration. The bio-filter has an acrylic column, divided into 3 parts, from which two are 13 cm high and the central one is 50 cm high, adding up to a 76 cm high column with an inner diameter of 5.2 cm. Modules were attached on the top and bottom biofilter extremities to distribute and collect the air stream and also to recirculate the liquid phase. The inoculum used was a sludge from a activated sludge unit, which works as post-treatment for domestic sewer treated by a UASB reactor. The inoculum acclimatizing was done for 7 days with thiosulphate and 7 days with \'H IND.2\'S\'. The studied measured hydrogen sulphide concentrations were divided into seven average concentration levels, which are 141, 271, 514, 532, 581, 878 e 1303 ppm. The used ratio was 100 L/h resulting in hydraulic retention time of approximately 58 seconds. The head losses obtained in the system were below 0.8 \'10 POT.-2\' mca. The polyurethane foam presented to be a good support manner to the microorganisms attach. The activated sludge presented to be a good inoculum for the treatment of \'H IND.2\'S\' because it required a short time to adapt. The average efficiency of the biofilter kept above 96% and the bed humidity above 92%, reaching the maximum elimination capacity (ECmáx) of approximately 155 g/\'M POT.3\'.h and a optimum elimination capacity of approximately 139 g/\'M POT.3\'.h. The main \'H IND.2\'S\' degradation product found was the elemental sulfur.

Discute o pós-tratamento de efluente de lagoas facultativas visando à remoção de nitrogênio amoniacal. Para isso, foram utilizadas unidades terciárias em escala piloto. A escolha do tipo de unidades para o pós-tratamento do efluente levou em consideração a questão do baixo custo e simplicidade de operação. Desta forma, para o estudo, fez-se opção por lagoas rasas e filtros percoladores como unidades de pós-tratamento. O objetivo principal do trabalho foi associar as taxas de aplicação superficial e volumétricas com as remoções de nitrogênio amoniacal nessas unidades. Para lagoas em escala piloto, foram adotadas profundidades de 0,5 m e 1,0 m. As lagoas rasas foram submetidas a diferentes taxas de aplicação e TDH. Para os filtros percoladores, foram escolhidos dois materiais diferentes como meio suporte, pedra britada e anel plástico. Os filtros foram submetidos a diferentes condições operacionais. Para os dois tipos de unidades complementares de tratamento, foram verificados os efeitos das condições ambientais sobre as eficiências de remoção. Na lagoa de 0,5 m foram observadas concentrações de nitrogênio amoniacal abaixo de 20 mg-N/L para tempos de detenção de 5 dias e taxas de aplicação superficial de 50 kgDBO/ha.d. Na lagoa de 1,0 m, concentrações de nitrogênio amoniacal abaixo de 20 mg-N/L só foram possíveis com taxas de aplicação de 50 kgDBO/ha.d e TDH de 10 dias. A lagoa de 0,5 m apresentou uma eficiência maior na remoção de nitrogênio amoniacal do que a lagoa de 1,0 m. Os efluentes dos filtros apresentaram concentrações de nitrogênio amoniacal acima de 20 mg-N/L com taxas acima de 0,20 kgDBO/m³.d. Para taxas de aplicação hidráulica acima de 18 m³/m².d e 0,70 kgDBO/m².d houve o encerramento do processo de nitrificação nos filtros. Os valores de pH e as concentrações de NH3 no efluente da lagoa facultativa submeteram os filtros a operar dentro da faixa de inibição da nitratação, devido ao NH3, sendo observadas concentrações significativas de nitrito no seu efluente. Os filtros percoladores não foram adequados como unidades de pós-tratamento de efluente de lagoa. Embora as lagoas rasas não tenham atendido aos aspectos de múltiplas qualidades do efluente, elas foram mais adequadas ao pós-tratamento de efluente de lagoa facultativa do que os filtros percoladores. / This study discusses the post treatment of effluent ponds aiming at removing the ammonia nitrogen. To this end, tertiary units were used in a pilot scale. The choice of units for the post treatment of the effluent took into consideration the issue of low cost and simplicity of operation. Thus, for this study, we chose shallow ponds and trickling filters as post-treatment units. The main objective of this study was to associate the superficial and the volumetric application rates with the removal of ammonia nitrogen of these units. For the ponds on a pilot scale, two depths were adopted: a pond of 0.5 m and another one of 1.0 m depth. The shallow ponds were subjected to different loading rates and HRT. For the trickling filters, two different kinds of materials were chosen as a medium support: crushed stone and plastic ring. The filters were also subjected to different operating conditions. For both types of additional treatment units it was observed the effects of the environmental conditions on the removal efficiencies. In the pond of 0.5 m depth, it was observed concentrations of ammonia nitrogen below 20 mg-N/L for detention times of 5 days and superficial application rates of 50 kgBOD/ha.d. In the pond of 1.0 m depth, concentrations of ammonia nitrogen below 20 mg-N/L were only possible with application rates of 50 kgBOD/ha.d and HRT of 10 days. The 0.5m-depth pond showed a better efficiency in the removal of ammonia nitrogen than then1.0m-depth pond. The filters had concentrations above 20mg-N/L with rates above 0.20 kgBOD/m³.d. For hydraulic application rates above 18m³/m².d and 0.70kgBOD/m².d there was the cessation of the nitrification process in the filters. The pH values and the concentrations of NH3 in the effluent of the facultative pond made the filters operate within the range of inhibition of nitration, due to the NH3, and it was observed significant concentrations of nitrite in the effluent of the filters. The trickling filters were not suitable as units of post-treatment pond effluent. Although the shallow ponds have not met the multiple aspects of quality of the effluent, they were more adequately for facultative pond effluents post-treatment than trickling filters.

Entender os processos que definem a montagem de comunidades é uma das questões centrais na ecologia. A influência de processos como o filtro ambiental e a competição pode ser observada na diversidade funcional das comunidades vegetais. A competição, através da exclusão competitiva, limita a similaridade de estratégias presentes na comunidade. O filtro ambiental, por outro lado, restringe as espécies que estão aptas a se estabelecer no local, diminuindo a diversidade funcional. É razoável pressupor que a influência desses processos varia em gradientes ambientais, onde o filtro ambiental exercerá maior influência em locais mais estressantes, e a competição, em locais menos estressantes. O objetivo deste trabalho é compreender a influência do filtro ambiental e da competição na diversidade funcional numa comunidade vegetal em um gradiente de estresse. Esperamos uma relação inversa entre diversidade funcional e estresse. O gradiente de estresse estudado ocorre na restinga do Parque Estadual da Ilha do Cardoso (Cananéia - SP). Amostramos 41 parcelas, com 104 espécies de plantas vasculares. Focamos a diversidade funcional em três dimensões: forma de vida, área foliar e atributos associados ao espectro de economia foliar (LES). Representamos o filtro ambiental utilizando variáveis edáficas associadas às restrições na restinga. Utilizamos a classificação de estratégias de Grime (CSR) para extrair o componente associado à competitividade de cada espécie, e a partir dela calculamos a média ponderada de cada parcela (CWM), para representar a competição. Construímos modelos lineares mistos (LMM) representando diferentes hipóteses relativas à diversidade funcional e selecionamos os melhores modelos pelo critério de Akaike (AIC). Avaliamos a diversidade funcional através das métricas: riqueza funcional (FRic), dispersão funcional (FDis) e CWM, que foram incluídas separadamente como respostas nos modelos. Na seleção de modelos o CWM de cada atributo, FRic das formas de vida e FRic para todos os atributos foram preditos pelo filtro ambiental. O FRic do LES, FRic da área foliar e todas FDis tiveram como modelo mais plausível o nulo, descartando a influência da competição e do filtro ambiental nesses componentes da diversidade funcional. A concentração em determinadas estratégias ao longo do gradiente explica a ausência de diferença na dispersão funcional. Inferimos que o filtro ambiental restringe certas estratégias, diminuindo a riqueza funcional ou deslocando o espaço funcional das comunidades. A ausência da competição afetando a diversidade funcional sugere que a limitação de similaridade exerce pouca influência na comunidade estudada, ou que a consequência da limitação de similaridade é compensada por outros processos / Understanding processes underlying community assembly is one of the main questions in community ecology. The influence of processes such as environmental filtering and competition can be observed in patterns of functional diversity patterns in plant communities. Competition, through competitive exclusion, limits similarities in ecological strategies in a given community. Environmental filtering, on the other hand, constrains the species that can be established in a given community, restricting the functional diversity. One can reasonably predict that the influence of such processes changes across environmental gradients, where the environmental filtering will exert more influence in more stressful environments, whereas competition will exert more influence in less stressful places. This study aimed to understand the influence of environmental filtering and competition on functional diversity in a plant community across a stress gradient. We expected an inverse relationship between functional diversity and stress. The stress gradient studied occurs in the restinga of the Cardoso Island State Park (Cananeia, SP). We sampled 41 sites, in which we found 104 species of vascular plants. We measured three traits: life form, leaf area and leaf economic spectrum (LES). We represented the environmental filter using edaphic variables that represent restinga environmental restrictions. We used Grime\'s strategies classification (CSR), to extract the component related to competitiveness of each species, and therefore, calculated the competition community weighted mean (CWM) of each plot as proxy of competition. We built linear mixed models (LMM) to represent different hypothesis related to functional diversity and selected the best models by Akaike Criterion (AIC). We evaluated functional diversity through three response variables in the models: functional richness (FRic), functional dispersion (FDis) and CWM. In the model selection of CWM for each trait, FRic for life form and FRic for all traits were predicted by the environmental filtering. The FRic of LES, FRic of leaf area and all models of FDis had the null model as the most plausible, discarding the influence of competition and environmental filter in functional diversity. The fact that there is a concentration of abundance around certain strategies explains why there is no difference in functional dispersion. We infer that environmental filter restricts some strategies, reducing functional richness or displacing functional space of the communities. The absence of competition affecting functional diversity suggests that limiting similarity exerts little influence on community assembly in the studied gradient, or that the consequences of similarity limitation is compensated by other process

A Tomografia por Impedância Elétrica (EIT) é um método que utiliza estimativas da distribuição de condutividade ou impedância de tecidos orgânicos na obtenção de imagens médicas. O procedimento de obtenção das imagens baseia-se em medições de correntes ou voltagens no contorno da região sob análise e na estimação de parâmetros de um modelo desta região. No caso de pacientes submetidos à respiração artificial, o conhecimento da distribuição absoluta ou das variações de condutividades nos pulmões auxilia na detecção de fenômenos como colapso alveolar ou pneumotórax e permite o ajuste e controle da vazão e pressão do ar fornecido, de modo a evitar a ocorrência de tais anomalias. Este trabalho apresenta algoritmos cujo objetivo é a solução do problema inverso e mal posto de estimar a distribuição absoluta e as variações de condutividades nos pulmões através da EIT para a geração de imagens em duas dimensões. O algoritmo para a estimação da distribuição absoluta de condutividade utiliza o filtro estendido de Kalman. As simulações numéricas mostram que, com medidas incorporando ruído cujo desvio padrão atinge até 12% da máxima voltagem, as estimativas de condutividades convergem para a distribuição esperada com um desvio inferior a 7% do valor da máxima condutividade. Quanto à detecção de variações de condutividades em relação a uma distribuição de condutividades tomada como referência, as simulações numéricas sugerem que a solução do problema depende da utilização de métodos de regularização. / Electrical Impedance Tomography (EIT) is a method that uses estimates of conductivity or impedance distribution in living tissues to generate medical images. The estimation procedure is based on measurements of electrical currents or voltages at the boundary of the region under analysis, and on the processing of these data through a proper algorithm. In patients under artificial ventilation, knowledge of absolute or relative conductivity distribution in the lungs helps detecting the presence of alveolar collapse or pneumothorax, and allows setting and controlling air volume and pressure of the ventilation device. This work presents algorithms that aim at solving the ill-posed inverse problem of estimating absolute and relative conductivity distribution in the lungs through EIT for cross-sectional image reconstruction. The algorithm for absolute conductivity distribution estimation uses the extended Kalman filter. Numerical simulations show that, when the standard deviation of the measurement noise level raises up to 12% of the maximal measured voltage, the conductivity estimates converge to the expected vector within 7% accuracy of the maximal conductivity value. Addressing the estimation of conductivity changes in relation to a conductivity distribution taken as reference, numerical simulations suggest that the problem may be properly solved using regularization methods.

In this thesis we propose a novel approach for tracking multiple objects using structural information. The objects are tracked by combining particle filter and frame description with Attributed Relational Graphs (ARGs). We start by learning a structural probabilistic model graph from annotated images. The graphs are then used to evaluate the current tracking state and to correct it, if necessary. By doing so, the proposed method is able to deal with challenging situations such as abrupt motion and tracking loss due to occlusion. The main contribution of this thesis is the exploration of the learned probabilistic structural model. By using it, the structural information of the scene itself is used to guide the object detection process in case of tracking loss. This approach differs from previous works, that use structural information only to evaluate the scene, but do not consider it to generate new tracking hypotheses. The proposed approach is very flexible and it can be applied to any situation in which it is possible to find structural relation patterns between the objects. Object tracking may be used in many practical applications, such as surveillance, activity analysis or autonomous navigation. In this thesis, we explore it to track multiple objects in sports videos, where the rules of the game create some structural patterns between the objects. Besides detecting the objects, the tracking results are also used as an input for recognizing the action each player is performing. This step is performed by classifying a segment of the tracking sequence using Hidden Markov Models (HMMs). The proposed tracking method is tested on several videos of table tennis matches and on the ACASVA dataset, showing that the method is able to continue tracking the objects even after occlusion or when there is a camera cut. / Nesta tese, uma nova abordagem para o rastreamento de múltiplos objetos com o uso de informação estrutural é proposta. Os objetos são rastreados usando uma combinação de filtro de partículas com descrição das imagens por meio de Grafos Relacionais com Atributos (ARGs). O processo é iniciado a partir do aprendizado de um modelo de grafo estrutural probabilístico utilizando imagens anotadas. Os grafos são usados para avaliar o estado atual do rastreamento e corrigi-lo, se necessário. Desta forma, o método proposto é capaz de lidar com situações desafiadoras como movimento abrupto e perda de rastreamento devido à oclusão. A principal contribuição desta tese é a exploração do modelo estrutural aprendido. Por meio dele, a própria informação estrutural da cena é usada para guiar o processo de detecção em caso de perda do objeto. Tal abordagem difere de trabalhos anteriores, que utilizam informação estrutural apenas para avaliar o estado da cena, mas não a consideram para gerar novas hipóteses de rastreamento. A abordagem proposta é bastante flexível e pode ser aplicada em qualquer situação em que seja possível encontrar padrões de relações estruturais entre os objetos. O rastreamento de objetos pode ser utilizado para diversas aplicações práticas, tais como vigilância, análise de atividades ou navegação autônoma. Nesta tese, ele é explorado para rastrear diversos objetos em vídeos de esporte, na qual as regras do jogo criam alguns padrões estruturais entre os objetos. Além de detectar os objetos, os resultados de rastreamento também são usados como entrada para reconhecer a ação que cada jogador está realizando. Esta etapa é executada classificando um segmento da sequência de rastreamento por meio de Modelos Ocultos de Markov (HMMs). A abordagem de rastreamento proposta é testada em diversos vídeos de jogos de tênis de mesa e na base de dados ACASVA, demonstrando a capacidade do método de lidar com situações de oclusão ou cortes de câmera.

O Filtro de Kalman Ensemble (EnKF) é um algoritmo de Monte Carlo sequencial para inferência em modelos de espaço de estados lineares e não lineares. Este filtro combinado com alguns outros métodos propaga a distribuição a posteriori conjunta dos estados e dos parâmetros ao longo do tempo. Existem poucos trabalhos que consideram o problema da estimação simultânea dos estados e parâmetros, e os métodos existentes possuem limitações. Nesta dissertação analisamos a eficiência desses métodos por meio de estudos de simulação em modelos de espaço de estados lineares e não lineares. O problema de estimação não linear aqui tratado refere-se ao modelo de produção excedente logístico, para o qual o EnKF pode ser considerado uma possível alternativa aos algoritmos MCMC. Os resultados da simulação revelam que a acurácia das estimativas aumenta quando a série temporal cresce, mas alguns parâmetros apresentam problemas na estimação. / The Ensemble Kalman Filter (EnKF) is a sequential Monte Carlo algorithm for inference in linear and nonlinear state-space models. This filter combined with some other methods propagates the joint posterior distribution of states and parameters over time. There are fewer papers that consider the problem of simultaneous state-parameter estimation and existing methods have limitations. The purpose of this dissertation is to analyze the efficiency of these methods by means of simulation studies in linear and nonlinear state-space models. The nonlinear estimation problem addressed here refers to the logistic surplus-production model, for which the EnKF can be considered as a possible alternative to MCMC algorithms. The simulation results reveal that the accuracy of the estimates increases when the time series grows, but some parameters present problems in the estimation.

[pt] Nesta tese, apresentam-se estratégias de modelagem envolvendo modelos estruturais para a previsão do preço spot de energia elétrica do subsistema do Sudeste-Brasil. Foi utilizada a modelagem proposta por Harvey (1989), que extrai componentes não observáveis da série. Foram elaborados três modelos. No primeiro, utilizou-se somente o histórico da série. No segundo, inseriu-se uma variável de intervenção para o racionamento de energia ocorrido no Brasil no período de junho de 2001 a fevereiro de 2002. Por último, acrescentaram-se duas variáveis explicativas. / [en] In this thesis, modelling strategies are presented involving structural models to forecast the spot price of electric energy of Brazil. It had been used the modelling proposal of Harvey (1989) that extracts non-observable components of the series. Three models had been elaborated. In the first one, was adjusted only with the historical of the series. In the second, an intervention variable for the rationing occurred in Brazil in the period of June of 2001 till February of 2002 was inserted. Finally, in the last one, two explanatory variables were introduced.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-04-10T15:08:08Z No. of bitstreams: 1 DIS_PAULO_HENRIQUE_VANCIN_COMPLETO.pdf: 3234416 bytes, checksum: 53fbe981d0db83ced33b8b3f4247c2f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T15:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_PAULO_HENRIQUE_VANCIN_COMPLETO.pdf: 3234416 bytes, checksum: 53fbe981d0db83ced33b8b3f4247c2f8 (MD5) Previous issue date: 2016-12-27 / The present dissertation proposes a sensoring technique of autonomous vehicles based on the fusion of inertial sensors and data collected from a camera. The autonomous vehicle designed in this project was built using "Mecanum" wheels, which gives the vehicle the capability to move in any direction without having to change orientation. The sensoring system proposed is based on the Extended Kalman Filter using quaternions for the fusion of inertial sensors and computer vision, with the objective of finding the global position and orientation of the system. The inertial measurements used in these systems are made by an accelerometer and a gyroscope. The computer vision aspect of the project is done by a digital camera and an image processing software, which is designed to capture colored points in the image. The theory used to design the vehicle?s controller is based on the Lyapunov?s Stability Theory. This project presents a theoretical basis related to the various elements that compose the system, the mathematical basis used in the filter?s implementation and the controller?s design, a general view of the vehicle?s structure used to validate the theory and the results obtained in practical tests. The system?s performance analysis was based on the analysis of graphics that shows the vehicle?s trajectory, the position and orientation of the system over time and the stability of the proposed control law. The obtained results shows that the proposed objectives were met in a satisfactory manner. / A presente disserta??o prop?e uma t?cnica de sensoreamento de ve?culos aut?nomos baseada na fus?o de sensores inerciais e de dados provenientes de uma c?mera. O ve?culo aut?nomo utilizado neste trabalho foi constru?do a partir de rodas "Mecanum", que lhe conferem a caracter?stica de omnidirecionalidade, ou seja, ? capaz de movimenta??o em todas as dire??es, sem a necessidade de mudan?a de orienta??o. O sensoreamento proposto ? fundamentado no Filtro de Kalman Estendido utilizando quat?rnios para a fus?o de sensores inerciais e vis?o computacional, com o objetivo de encontrar a posi??o global e orienta??o do sistema. As medi??es inerciais utilizadas nestes sistemas s?o realizadas por uma Unidade de Medi??es Inerciais (IMU). J? a vis?o computacional fica a cargo de uma c?mera aliada a um processamento de imagens, o qual tem por fun??o captar pontos coloridos na imagem. A teoria utilizada para a constru??o do controlador do ve?culo ? baseada na teoria de estabilidade de Lyapunov. Este controlador tem como prop?sito controlar o deslocamento linear e n?o linear do ve?culo omnidirecional. Sendo assim, este trabalho apresenta uma base te?rica relacionada aos diversos elementos que comp?em o sistema, a fundamenta??o matem?tica utilizada para a implementa??o do filtro e da formula??o do controlador, uma vis?o geral da constru??o do ve?culo utilizado para validar a teoria e os resultado obtidos a partir de testes pr?ticos. A an?lise do desempenho do sistema p?de ser feita a partir da an?lise de gr?ficos que mostram a trajet?ria realizada pelo ve?culo, a posi??o e orienta??o do sistema ao longo do tempo e a estabilidade da lei de controle proposta. Os resultados obtidos evidenciam que os objetivos propostos foram alcan?ados de forma satisfat?ria.