A calibração de instrumento é reconhecida como um importante processo para a garantia de qualidade de dados obtidos a partir de um laser scanner terrestre (TLS). Um aspecto importante na garantia da qualidade de nuvem de pontos tridimensionais capturadas com instrumentos TLS é a calibração geométrica. Erros sistemáticos inerentes aos instrumentos, se não corrigidos, podem degradar a acurácia da nuvem de pontos obtida pelo scanner. A modelagem destes erros sistemáticos e o uso de metodologias de calibração para estimativa dos coeficientes do modelo permitem quantificar e avaliar a qualidade e a acurácia dos sistemas lasers scanners terrestres. Identificar os diferentes erros inerentes ao equipamento ou ao processo de medição é um fator de grande importância para certificá-los, comprovando sua conformidade com a precisão nominal definida pelos fabricantes. Esta dissertação apresenta propostas de diferentes metodologias para aferição e calibração de laser scanners terrestres. A primeira metodologia refere-se à auto-calibração de TLS que permite obter os parâmetros de calibração referentes aos erros sistemáticos de distância (??), colimação (?C), direção horizontal (??) e o erro de índice vertical (??). Dois equipamentos foram submetidos à auto-calibração, um equipamento novo, recém-fabricado, modelo Faro Focus 3D X330, que foi utilizado como referência, e um equipamento antigo, modelo Faro Photon 80, que devido ao tempo de constante uso foi submetido à aferição. Os resultados comprovaram a eficiência da metodologia de auto-calibração na determinação dos parâmetros de correção sistemática adicional, indicando que o scanner novo apresentou resultados dentro das especificações e o modelo antigo, resultados acima dos valores de precisão definidos pelo fabricante. Visando facilitar os procedimentos de campo e escritório para fins de calibração de TLS foram propostas duas metodologias com a utilização de peças fabricadas para uso no presente trabalho, visando a obtenção da acurácia tridimensional de um TLS. A primeira consiste na utilização de uma placa de aço com nove furos sobre os quais são alojadas nove esferas de poliacetal. A segunda consiste na utilização de um sistema tridimensional de planos perpendiculares, através do qual pode-se obter a acurácia 3D do TLS. Os resultados obtidos comprovam a eficiência das duas metodologias propostas, aplicadas em procedimentos de calibração em laboratório utilizando varreduras em equipamentos de curto alcance. Por fim foram realizados testes para determinação dos parâmetros de calibração relativos ao erro de zero ou constante aditiva, o erro de escala e o erro cíclico em linhas bases de calibração EDM, utilizando-se a rede de pilares da USP. Os resultados comprovam a necessidade de contar com distâncias entre pilares menores para utilização em TLS de curto alcance, porém, para laser scanners com maior autonomia de distância se mostrou um método eficiente. / Instrument calibration is recognized as an important process for quality assurance of data obtained from a terrestrial laser scanner (TLS). An important aspect in ensuring the quality of three-dimensional point cloud captured with TLS instruments is geometric calibration. Systematic errors inherent in the instruments, if not corrected, can degrade the accuracy of the cloud of points obtained by the scanner. The modeling of these systematic errors and the use of calibration methodologies to estimate the coefficients of the model allow quantifying and evaluating the quality and accuracy of the laser systems. Identifying the different errors inherent in the equipment or the measurement process is a factor of great importance to certify them, proving their conformity with the nominal precision defined by the manufacturers. This dissertation presents proposals of different methodologies for calibration of terrestrial laser scanners. The first methodology refers to TLS self-calibration, which allows to obtain the calibration parameters for systematic errors of distance (??), collimation (?C), horizontal direction (??) and vertical index error (??). Two devices were submitted to self-calibration, a new, newly manufactured Faro Focus 3D X330 model, which was used as reference, and an old equipment, Faro Photon 80 model, which due to the time of constant use was subjected to the calibration . The results proved the efficiency of the self-calibration methodology in determining the additional systematic correction parameters, indicating that the new scanner presented results within the specifications and the old model, values above the precision values defined by the manufacturer. In order to facilitate the field and office procedures for TLS calibration purposes, two methodologies were proposed with the use of prefabricated parts to obtain the three-dimensional accuracy of a TLS. The first proposes the use of a steel plate with nine holes on which are housed nine spheres of polyacetal. The second refers to the use of a three-dimensional system of perpendicular planes, where from the point cloud of the different planes the 3D accuracy of the TLS can be obtained. The results obtained prove the efficiency of the two proposed methodologies, applied in laboratory calibration procedures using short-range scans. Finally, tests were carried out to determine the calibration parameters related to the error of zero or additive constant, the scale error and the cyclic error in EDM calibration baselines, using the USP\'s network of columns. The results confirm the need for adequacy of the distance between columns for use in short-range TLS, but for laser scanners with greater distance autonomy an efficient method was shown.

Plant canopy sensors have emerged as a new tool for in field on-the-go spatially localized prediction of plant biomass and nitrogen (N) uptake by crops in an indirectly and plant indestructible way as base for N variable rate fertilization. Sensors based on the combination of specific reflectance bands from the electromagnetic spectrum constitute the vast majority of canopy sensors, and this principle has already been validated in many crops. Alternatively to this concept, the use of ultrasonic distance sensors to measure crop canopy height has been presented as an option to estimate biomass. Based on that, the aim of this thesis was to validate and refine canopy sensor systems on automated diagnosis of plant parameters aimed the application of N fertilizer according sugarcane needs. Therefore, it was necessary to: 1) validate the prior calibration made for the reflectance sensor (Portz et al., 2012) and to establish the best time to use the sensor over the crop; 2) test the use of the reflectance sensor in comparative strips trials of uniform and sensor based N variable rate application testing algorithms with positive and negative slope and measuring productivity at the end of the season; 3) obtain the relationship between crop canopy height with accumulated biomass and N uptake by the crop during the initial growing season; 4) explore the plant height measured with an ultrasonic sensor comparing the results of biomass and N uptake prediction with those obtained with the reflectance sensor. The experiments were conducted on commercial sugarcane fields, and in strips of the crop with N variable rate application. The experiments were installed over clayey and sandy soils in dry and rainy seasons being all evaluated with the reflectance sensor Yara N-Sensor model ALS (N-Sensor® ALS, Yara International ASA) and partly in comparison with an ultrasonic sensing system Polaroid 6500 (Polaroid, Minnetonka, MN, USA), when the crop had stalk height between 0.2 and 0.9 m. The reflectance sensor calibration fitted with the previous published data showing the interval between 0.3 - 0.5m as the most appropriate to use this sensor over sugarcane. The positive slope algorithm was superior to the negative, except in the situation of clayey soil in rainy season where the response from the negative slope algorithm was higher. The sugarcane plant height was highly correlated with biomass and N uptake by the crop, being possible to estimate the plants canopy height indirectly by the use of an ultrasonic sensor. Comparing the sensor systems, canopy reflectance was better in the early stages of crop as canopy height was more suitable for estimating the cultural parameters when the plants already covered soil in between the rows (+ 0.6 m stalk height), being the sensor systems complementary when fertilization is widely spread in the early crop growth period. / Sensores de dossel tem se apresentado como uma nova ferramenta para a predição espacialmente localizada, em tempo real, de forma indireta e indestrutiva da biomassa vegetal e extração de nitrogênio (N) pelas culturas como base para a aplicação de fertilizantes nitrogenados em taxas variáveis. Sensores baseados na combinação de faixas específicas de reflectância do espectro eletromagnético constituem a grande maioria dos sensores de dossel sendo este princípio já validado para uso em muitas culturas. Alternativamente a este conceito, a medição da altura do dossel cultural com o uso de sensor ultrassónico se apresenta como uma alternativa para a estimativa de biomassa vegetal. Com base nisso o objetivo desta tese foi de validar e aperfeiçoar sistemas sensores para a automação do diagnóstico visando à aplicação de fertilizante nitrogenado em função da necessidade da cana-de-açúcar. Para tanto, foi necessário: 1) validar a previa calibração feita ao sensor de reflectância (PORTZ et al., 2012) assim como estabelecer o melhor momento para uso do sensor na cultura; 2) ensaiar o uso do sensor em faixas comparativas entre taxa fixa e variável testando algoritmos de aplicação com inclinação positiva e negativa para dose de N mensurando produtividade; 3) obter a relação entre altura de dossel da cultura com, biomassa acumulada e extração de nitrogênio pela planta; 4) explorar a altura de plantas mensurada com um sensor ultrassónico comparando os resultados de predição de biomassa e extração de nitrogênio com aqueles obtidos com sensor de refletância. Os experimentos foram conduzidos em talhões comerciais de cana-de-açúcar e em forma de faixas da cultura, com aplicação em taxa variada de doses de N. Os experimentos foram instalados em solos de textura argilosa e arenosa nas épocas seca e chuvosa do ano sendo todos avaliados com o sensor Yara N-Sensor, modelo ALS (N-Sensor® ALS, Yara International ASA), e em parte comparando com um sistema sensor ultrassónico Polaroid 6500 (Polaroid, Minnetonka, MN, EUA) quando a cultura apresentava altura de colmos entre 0,2 e 0,9 m. Os dados coletados para a calibração do sensor de reflectância se encaixaram exatamente aos dados já publicados mostrando-se o intervalo entre 0.3 e 0.5 m o mais indicado ao uso deste sensor. O algoritmo com inclinação positiva se mostrou superior ao negativo exceto na situação de solo argiloso em estação chuvosa onde a resposta do algoritmo negativo foi maior. A altura de planta de cana-de-açúcar se mostrou altamente correlacionável com biomassa e extração de nitrogênio pela cultura, sendo possível estimar a altura do dossel das plantas de forma indireta pelo uso do sensor ultrassónico. Comparando-se os sistemas sensores, reflectância de dossel se mostrou melhor em estádios iniciais da cultura enquanto altura de dossel se mostrou mais indicada para estimar os parâmetros culturais quando as plantas já recobriam as entrelinhas (+0.6 m colmo), mostrando-se os sistemas sensores complementares quando o período de fertilização for mais amplo na fase inicial da cultura.

A participação econômica da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é expressiva no agronegócio brasileiro, especialmente no estado de São Paulo. O monitoramento de produtividade para essa cultura é escasso de soluções consolidadas no nível de pesquisa e comercialmente. Tal monitoramento auxilia na identificação das variabilidades espacial e temporal, além de fornecer subsídio ao gerenciamento agrícola. Como uma alternativa os sensores a laser, abrangidos pela tecnologia LiDAR (Light Detection and Ranging), têm sido utilizados por meio de plataformas aéreas ou terrestes para a estimativa de produtividade de culturas de grãos como milho e trigo, e para o monitoramento de florestas de modo não invasivo. O objetivo deste estudo é a investigação de aplicação do sensor a laser para a cana-de-açúcar em período pré-colheita a partir do desenvolvimento de um sistema de mensuração. O sistema é composto por um sensor a laser, receptor GNSS (Global Navigation Satellite System), uma unidade inercial e um computador portátil. O sensor a laser emite feixes de luz (905 nm) na forma de um único pulso em um plano 2D, a partir desses feixes os valores de distância entre o sensor e o dossel de plantas são calculados durante a trajetória do veículo agrícola. O receptor GNSS com sinal RTK (Real Time Kinematic) foi sincronizado ao sensor a laser para a obtenção da nuvem de pontos, a qual é caracterizada pela alocação de cada ponto impactado pelo feixe de luz nas respectivas coordenadas geográficas. A unidade inercial fornece informações relacionadas à influência da vibração a partir dos dados de oscilação na transversal (roll), lateral (pitch) e longitudinal (yaw). Os equipamentos foram instalados em um suporte de estrutura metálica no trator agrícola e conectados ao computador por meio de protocolos de comunicação. O desenvolvimento do sistema de mensuração envolve a avaliação de sua acurácia utilizando objetos de dimensões pré-estabelecidas e a sua aplicação em áreas experimentais de cana-de-açúcar. São abrangidos dois períodos de estudo, sendo um em 2015 para a área I (0,77 ha) e o segundo em 2016 utilizando as áreas I e II (0,56 ha). A aquisição de dados ocorreu cerca de 10 dias antes da colheita e, em paralelo, foram realizadas as medidas de biometria das plantas. Em 2015 a produtividade foi estimada pela biometria e em 2016 ocorreu a pesagem do material para cada parcela das áreas I e II. Os resultados referentes à avaliação da acurácia do sistema de mensuração demonstraram erros de até 13,0%, o qual não compromete o seu desempenho. A partir dos procedimentos de aquisição e processamento de dados foi possível gerar a nuvem de pontos, realizar a filtragem de dados e extrair as medidas de alturas máxima, média e mediana da vegetação. A influência da vibração no conjunto de dados foi considerada mais expressiva para as condições da área I. A correlação entre o diâmetro de colmos e a produtividade estimada pela biometria na área I em 2015 foi de 0,80. Enquanto que, a correlação entre o diâmetro de colmos e a altura de vegetação indicada pelo sistema de mensuração foi moderada (r=-0,53). Em 2016, para a mesma área, a correlação entre as medidas de altura média e mediana de vegetação obtidas pelo sistema e a produtividade foi de 0,64. Para as condições da área II não foram verificadas correlações entre as medidas de biometria e as alturas de vegetação. O sistema de mensuração utilizando uma plataforma terrestre apresentou desempenho satisfatório em relação à capacidade de detecção da distribuição de plantas de cana-de-açúcar e condizente com as condições das áreas em ambos os períodos de estudo, porém a sua aplicação em áreas com pouca variabilidade espacial apresentou baixa capacidade preditiva de produção de biomassa de cana-de-açúcar. / The economic participation of sugarcane (Saccharum spp.) is significant in Brazilian agribusiness, especially in the state of São Paulo. The yield monitoring for this crop is scarce of solutions consolidated at the research and commercial levels. Such monitoring assists for identification of spatial and temporal variability, as well as providing support to the agricultural management. As an alternative laser sensors, covered by LiDAR (Light Detection and Ranging) technology, have been used by aerial or terrestrial platforms for estimating grain crops yield such as corn and wheat, and for noninvasive forest monitoring. The objective of this study is to investigate the laser sensor applications for sugarcane in the pre-harvest period from development of a measurement system. The measurement system consists of a laser sensor, a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver, an inertial unit and a computer. The laser sensor emits light beams (905 nm) in the form of a single pulse in a 2D plane, from these beams the distance values between sensor and canopy were calculated during the trajectory of the agricultural vehicle. The GNSS receiver with RTK (Real Time Kinematic) signal was synchronized to the laser sensor to obtain the point cloud, which is characterized by the allocation of each point impacted by the light beam in the respective geographical coordinates. The inertial unit provides information related to the data influence of the vibration from oscillation in the transversal (roll), lateral (pitch) and longitudinal (yaw). The equipment were installed in a support of metallic structure in the agricultural tractor and connected to the computer through communication protocols. The development of the measurement system involves evaluation of its accuracy using objects of pre-established dimensions and its application in experimental areas of sugarcane. Two periods are covered by this study, one in 2015 for area I (0.77 ha) and the second in 2016 using areas I and II (0.56 ha). The data acquisition occurred about 10 days before sugarcane harvest and, in parallel, the biometrics measurements were carried out. In 2015 sugarcane yield was estimated by biometry and in 2016 material was weighed for each plot of areas I and II. The results regarding evaluation of the measurement system accuracy showed errors up to 13.0%, which does not compromise its performance. From the data acquisition and processing procedures, it was possible the point cloud generation, data filtering performing and extraction of some measurements as maximum, average and median heights of vegetation. The influence of the vibration on data set was considered more expressive for area I conditions. The correlation between stem diameter and yield estimated by biometry in area I in 2015 was 0.80. Meanwhile, the correlation between stem diameter and vegetation height indicated by the measurement system was moderate (r=-0.53). In 2016, for the same area, the correlation between measurements of average and median heights of vegetation obtained by the system and sugarcane yield was 0.64. For area II conditions no correlations were verified between biometrics measurements and vegetation height. The measurement system using a terrestrial platform presented a satisfactory performance in relation to the capacity of detection of sugarcane plants distribution and consistent with areas conditions for both periods of study, however its application in areas with low spatial variability presented reduced predictive capacity of biomass production of sugarcane.

A imersão de overdentures em soluções de higienização diárias associadas a constantes inserções e remoções podem comprometer seus componentes. Em função disso, o objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade retentiva de o′rings (Conexão Sistemas de Prótese, Ltda) quando submetidos a imersões em soluções e ciclagem mecânica. Foram avaliadas as soluções: Cepacol (C), Cepacol Flúor (CF), Listerine (L), Hipoclorito de sódio 0,05% (HS) e água deionizada (AD), como controle positivo e a não imersão (SI), como controle negativo. Foi obtida uma base de nylon 6.6 contendo dois pilares o′ring, com plataforma protética (HI) de implantes e contra-bases com as cápsulas metálicas e anéis de nitrilo, que foram divididas em grupos (n = 6). Foram simulados 180 dias de imersão overnight e realizados 720 ciclos de inserção e remoção, com ensaios de fadiga. O valor da resistência à tração foi registrado a cada 30 dias e 120 ciclos, utilizando-se máquina de ensaios mecânicos, totalizando 7 leituras (T0, T1, T2, T3, T4, T5, T6). Os dados da capacidade retentiva (N) foram analisados estatisticamente pelos testes ANOVA e Bonferroni (α=0,05). Os resultados demonstraram diferenças significativas para o tempo (p= 0,0000) e para as soluções (p= 0,0000) e para a interação tempo X solução (p=0,0192). A capacidade retentiva no T0 (8,41 N) foi maior que no T1 (6,94 N), T2 (6,87 N), T3 (6,66 N), T4 (7,02 N), T5 (5,84 N) e T6 (5,02). Em relação às soluções, o HS propiciou obtenção de maior capacidade retentiva (8,37 N) que os demais grupos: AD (6,68 N), L (6,52 N), SI (6,43 N), CF (6,28 N) e C (5,77 N). Quanto às interações, a capacidade retentiva inicial de todos os grupos, com exceção do HS, foi maior que a final, entretanto é prematuro recomendá-lo para uso como higienizador. Desta forma, conclui-se que o Listerine, Cepacol e Cepacol Flúor apresentaram comportamentos semelhantes aos grupos controles, sendo, portanto, bem indicados como soluções para imersão de overdentures. / Denture cleansers associated with constant insertion and removal of overdentures may have deleterious effects on its components. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of these solutions and fatigue strength on the retention loss of overdentures o´rings (Conexão Sistemas de Prótese, Ltda). Effect of 5 solutions were studied: Cepacol (C), Cepacol Flúor (CF), Listerine (L), 0,05% sodium hypochlorite (SH) and deionized water (DA, positive control) and without immersion (WI, negative control). Nylon 6.6 matrices containing 2 implants and abutments and acrylic specimens with the metal caps were obtained and divided in 6 groups (n=6). One hundred eighty days overnight soaks were simulated and 720 pulls were performed in fatigues test. The dislodging force was evaluated at baseline (T0) and after every 30 immersions and 120 pulls, using testing machine. There were performed 7 tests (T0, T1, T2, T3, T4, T5 e T6). The data were statistically analyzed by ANOVA and Bonferroni tests (α=0.05). The results were differents with time (p= 0.0000), solutions (p= 0.0000) and also interaction (p=0.0192). The retention T0 (8.41 N) was higher than T1 (6.94 N), T2 (6.87 N), T3 (6.66 N), T4 (7.02 N), T5 (5.84 N) and T6 (5.02). For solutions, the HS showed a higher mean (8.37 N), followed by AD (6.68 N), L (6.52 N), SI (6.43 N), CF (6.28 N), and C (5.77 N). Regarding interactions, the initial retention groups were higher than the final, with the exception of HS, however it is premature to recommend it for use as a cleanser. Thus, it can be concluded that Listerine, Cepacol, Cepacol Fluor behaved similarly to the control groups, and therefore well indicated as solutions for overdenture immersions.

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e apresenta um mercado em franca expansão. Em razão do potencial produtivo e da lucratividade da cultura da cana-de-açúcar, o interesse pelas técnicas de manejo localizado e a procura por novas tecnologias estão aumentando. Sendo assim esse projeto visa estudar opções de sensores para a mensuração e georreferenciamento de falhas, explorando a aplicabilidade de sensores óticos ativos e sensores de presença disponíveis no mercado, na estimativa da ocorrência de falhas nas fileiras de cana-de-açúcar. Foi desenvolvido um sistema para a detecção de ausência de plantas e para a sua validação foram realizados ensaios sob condições controladas para definir o grau de incerteza do método. Também foi estudado o uso de um sensor ótico ativo que mede refletância de alvos em dois comprimentos de ondas, na região do visível (VIS) a 590 nm (âmbar) e no infravermelho próximo (IVP) a 880 nm. Foram realizados ensaios em campo para verificar a funcionalidade destes instalados em um trator. Para a validação foram coletados dados em duas áreas localizada na região de Iracemápolis, SP, durante a operação de quebra lombo. Estabeleceram-se valores de espaçamentos entre plantas de cana considerados como falha para o sensor de presença. Para o sensor ótico ativo foram realizadas calibrações in loco para definir valores de refletância que representam ausência de plantas. Nas áreas utilizadas foram alocadas parcelas virtuais onde foram amostradas manualmente as falhas, e posteriormente os valores de falhas foram comparados com aqueles estimados pelos sensores a partir do isolamento dessas parcelas. As observações indicam o que sensor de presença permitiu obter valores de falhas comparáveis àqueles obtidos com a leitura manual. Os resultados obtidos com o sensor ótico ativo foram comparáveis com aqueles mensurados manualmente em apenas uma das duas áreas experimentais. O sensor de presença permitiu a coleta de dados com elevada densidade, resultando em mapeamento da ocorrência de falhas grande detalhamento. Os dois métodos permitem o georreferenciamento das mensurações, oferecendo ao usuário a informação sobre as ocorrências e as suas localizações. / Brazil is the world\'s largest producer of sugarcane and has a booming market. Because of the productive potentiality and profitability of sugarcane the interest in site specific management techniques and demand for new technologies are increasing. Therefore this project aims to study options of sensors for measurement and georeferencing of failures, exploring the applicability of active optical sensors and presence sensors available, to estimate the occurrence of missing plants in sugarcane rows. It was developed a system for detecting the absence of plants and the validation tests were conducted under controlled conditions to define the uncertainty of the method. It was also studied the use of an active optical sensor that measures reflectance targets at two wavelengths in the visible region (VIS) at 590 nm (amber) and near infrared (NIR) at 880 nm. I It was conducted field tests to verify the functionality of the sensors installed on a tractor. Data from two fields located in the region of Iracemápolis Brazil were collected for the validation, during the operation of finishing/covering the furrows. Values were established for spacing between sugarcane plants considered as failure for the presence sensor. For the active optical sensor calibrations were performed in loco to define reflectance values that represent the absence of plants. Virtual plots were allocated in the experimental areas where failures were measured by hand following the procedure used by producers, and subsequently the values were compared with those estimated by the sensors isolating the plot areas. The observations indicate that the presence sensor allowed to obtain values comparable to those obtained with manual reading. The results obtained with the active optical sensor were comparable with those measured manually in only one of two experimental areas. The presence sensor allowed the data collection at a high density, resulting in mapping the occurrence of failures with great detail. Both methods enable georeferencing of measurements, providing the user with information about the failure occurrences and their locations.

Neste trabalho foi realizada a coleta de imagens de um trecho da área seca da UHE Álvaro de Souza Lima (Bariri – SP) e do lago da UNISINOS (São Leopoldo – RS), com câmeras e sensores, embarcados em RPAS (sistemas aéreos remotamente pilotados). As imagens resultantes foram processadas através da técnica estrutura do movimento (SfM), gerando ortomosaicos e modelos digitais de terrenos (MDTs). Pontos de checagem observados nestas imagens foram comparados com seus homólogos, obtidos por meio de posicionamento global diferencial no modo RTK. Testes estatísticos para verificação de hipóteses prévias de independência, aleatoriedade e normalidade, bem como, cálculos estatísticos e testes de inferência estatística foram realizados nas discrepâncias horizontais e verticais de ambos os produtos cartográficos. A verificação da exatidão vertical foi realizada somente nos produtos MDTs, a partir de feições de controle. O objetivo principal foi avaliar produtos cartográficos digitais gerados a partir de imagens coletadas por RPAS, quanto aos requisitos mínimos de exatidão geométrica para atendimento às leis estabelecidas pelos órgãos reguladores de energia elétrica. As discrepâncias horizontais observadas no ortomosaico da Unidade Hidroelétrica de Bariri apresentaram independência, não aleatoriedade e distribuição normal. Já para as discrepâncias verticais, foram independentes, aleatórias e normais. O teste t Student revelou tendência na posição horizontal e não tendência na vertical. O desvio padrão e o RMSE horizontais foram confrontados com o Padrão de Exatidão Cartográfica brasileiro através do teste Qui quadrado, indicando que os produtos têm precisão horizontal na escala 1:2000 (classe C) e, o MDT, na escala 1:10.000 (classe C), ambos com 95% de confiança e 22 e 19 graus de liberdade, respectivamente. A comparação entre MDTs conduziu a resultados semelhantes, porém demostrou que maiores discrepâncias ocorreram devido a fraca sobreposição de imagens. Para os produtos do lago UNISINOS, as discrepâncias cumpriram as hipóteses de independência e aleatoriedade. Porém, a normalidade não foi constatada pelo teste de Shapiro-Wilk. No entanto, através do teste U de Mann-Whitney, os produtos obtidos via sensor apresentaram semelhanças entre os pontos amostrados e seus homólogos. Através do teste direcional, os ângulos de direção foram medidos e caracterizaram a tendência horizontal para os ortomosaicos da UHE e do lago UNISINOS. Os resultados demonstraram que o mapeamento através de imagens via sensores embarcados em RPAS e processadas por SfM apresentaram exatidão posicional para integração com cartas de outras fontes, nas mesmas escalas. Portanto, estes produtos possibilitam a atualização de dados cartográficos para atender as demandas legais imputadas aos operadores de reservatórios. / In this work, the image collection was carried out on a stretch of dry area of the Alvaro de Souza Lima UHE (Bariri - SP) and of the UNISINOS lake (São Leopoldo) by cameras and sensors embedded in RPAS (Remotely Piloted Aerial System). The resulting images were processed using the Struture from Motion (SfM) technique in order to generate ortomosaicos and Digital Terrain Models (MDTs). Checkpoints observed in these images were compared with their counterparts obtained through differential global positioning in the RTK mode. Statistical tests for checking previous hypotheses of independence, randomness and normality, as well as statistical calculations and inference tests were conducted in the EN and h discrepancies of both cartographic products. The vertical accuracy verification was performed only in the MDTs products, from control features. The main objective of this work was to evaluate of digital cartographic products generated from photogrammetry collected by RPAS, with regard to the minimum requirements of geometric accuracy for fulfillment of the laws established by electric power regulatory agencies. The discrepancies observed in the orthomosaic of the Bariri Hydropower Plant exhibited independence, non randomness and normal distribution. However, for the MDT, these were independent, random, and normal. Students t-test showed a trend in the horizontal position and a non-trend in the vertical position. The horizontal standard deviation and RMSE (root mean square error) were analyzed according to the PEC-PCD Standard by the Chi-squared test, indicating that the orthomosaic fits at the 1:2,000 scale (class C), and the MDT, fits at the 1:10,000 scale (class C), both with a 95% confidence level and with degrees of freedom of 22 and 19, respectively. The comparison between MDTs leads to similar results, but showed that the largest discrepancies occur due to the weak overlap of the images. For the UNISINOS lake products, the discrepancies fulfilled the previous hypotheses of independence and randomness. But, the normality was not verified by the Shapiro-Wilk test. However, using the Mann-Whitney U test, the cartographic products obtained from a sensor showed similarities between the sampling points and their counterparts. By the directional test, it was measured the azimuth angles which characterizes the horizontal trend for the UHE and UNISINOS lake orthomosaics. The results demonstrated that the mapping by using images collected from sensors embedded in RPAS and processed through SfM presents positional accuracy for integration with maps from other sources, on the same scales. And therefore allows the updating of cartographic data map to meet the legal demands attributed to the reservoir operators.

Este trabalho tem como objetivo o estudo de um controlador preditivo para um sistema de aplicação de herbicidas a taxas variáveis, em que o herbicida e a água encontram-se em recipientes diferentes e enviados a um misturador para formar a calda a taxas variáveis de concentração. Propõe-se uma estratégia de geração da referência para o controlador a fim de caracterizar o sistema de injeção de herbicidas como um sistema híbrido com dois modos de operação. Esta geração da referência para o controlador possui a finalidade de reduzir os efeitos do tempo de atraso inerente do sistema causado pelo tamanho da tubulação entre o misturador e os bicos de dispersão da calda. As áreas que requerem aplicação de herbicida, assim como sua taxa de aplicação, são informadas ao controlador por meio de mapas de infestação georeferenciados pré adquiridos. O principal objetivo é controlar a aplicação de herbicidas de forma que a quantidade necessária de herbicidas seja aplicada evitando desperdícios. O controlador preditivo reduz o custo com insumos agrícolas, protege o operário responsável pela aplicação e preserva o meio ambiente de impactos ambientais causados pelo excesso de herbicidas. Resultados de simulação usando modelos matemáticos para as taxas de água e herbicida são apresentados para ilustrar a eficácia do controlador preditivo implementado. / The objective of this project is to study a predictive controller for a herbicides injection system with variable rates where the herbicide and water are placed in different recipients and sent to a mixer. A strategy to generate the reference for the predictive controller characterizes the system as hybrid because there are two modes of operation for the herbicide injection system. The generated reference has the finality of decreasing the effects of the delay time of the system caused by the lenght of the tubes between the mixer and the dispersion nozzles. The application areas and the correct concentration for them, will be obtained by previous designed statistic maps. These maps describle de spacial variability of the weeds as the concentration required to eliminate them. The main goal is the optimum control of the process, spreading only the necessary quantity of herbicides. The predictive controller is efficient to lower the costs and to protect the operator and preserve the environment against the impacts of excess of herbicides in the soil. Results of simulations using mathematical models to obtain herbicide rates are presented to show the efficiency of the implemented predictive controller.

This thesis is concerned with the issue of the regularization of the Recursive Least-Squares (RLS) algorithm. In the first part of the thesis, a novel regularized exponentially weighted array RLS algorithm is developed, which circumvents the problem of fading regularization that is inherent to the standard regularized exponentially weighted RLS formulation, while allowing the employment of generic time-varying regularization matrices. The standard equations are directly perturbed via a chosen regularization matrix; then the resulting recursions are extended to the array form. The price paid is an increase in computational complexity, which becomes cubic. The superiority of the algorithm with respect to alternative algorithms is demonstrated via simulations in the context of adaptive beamforming, in which low filter orders are employed, so that complexity is not an issue. In the second part of the thesis, an alternative criterion is motivated and proposed for the dynamical regulation of regularization in the context of the standard RLS algorithm. The regularization is implicitely achieved via dithering of the input signal. The proposed criterion is of general applicability and aims at achieving a balance between the accuracy of the numerical solution of a perturbed linear system of equations and its distance from the analytical solution of the original system, for a given computational precision. Simulations show that the proposed criterion can be effectively used for the compensation of large condition numbers, small finite precisions and unecessary large values of the regularization. / Esta tese trata da regularização do algoritmo dos mínimos-quadrados recursivo (Recursive Least-Squares - RLS). Na primeira parte do trabalho, um novo algoritmo array com matriz de regularização genérica e com ponderação dos dados exponencialmente decrescente no tempo é apresentado. O algoritmo é regularizado via perturbação direta da inversa da matriz de auto-correlação (Pi) por uma matriz genérica. Posteriormente, as equações recursivas são colocadas na forma array através de transformações unitárias. O preço a ser pago é o aumento na complexidade computacional, que passa a ser de ordem cúbica. A robustez do algoritmo resultante ´e demonstrada via simula¸coes quando comparado com algoritmos alternativos existentes na literatura no contexto de beamforming adaptativo, no qual geralmente filtros com ordem pequena sao empregados, e complexidade computacional deixa de ser fator relevante. Na segunda parte do trabalho, um critério alternativo ´e motivado e proposto para ajuste dinâmico da regularização do algoritmo RLS convencional. A regularização é implementada pela adição de ruído branco no sinal de entrada (dithering), cuja variância é controlada por um algoritmo simples que explora o critério proposto. O novo critério pode ser aplicado a diversas situações; procura-se alcançar um balanço entre a precisão numérica da solução de um sistema linear de equações perturbado e sua distância da solução do sistema original não-perturbado, para uma dada precisão. As simulações mostram que tal critério pode ser efetivamente empregado para compensação de números de condicionamento (CN) elevados, baixa precisão numérica, bem como valores de regularização excessivamente elevados.

The population growth associated with natural resources shortage, food demand increasing and the lack of manpower for agricultural activities generate important challenges to agriculture and engineering. The challenges imply the improvement of productivity with fewer resources, This scenario is consisted parameters that generally are in opposite directions. This work presents the development of a rover to agriculture (R2A) to support agriculturescouting tasks, the tasks will be in the future important tools to improve the productivity and enable the use of less agricultural supplies. The research presents the development of a rover for agriculture (R2A) to support scouting tasks; tasks that in the future will improve productivity and allowed the use of less agricultural supplies. The study begins with a bibliographic review of Robots for agriculture, Rovers, and agricultural Rovers developed by different research institutions. After the review is presented the work methodology based on mechanic and mechatronic design methodologies; in the development of the methodology are presented the general crop characteristics, the proposed of scouting tasks, the benchmarking developing mathematical models, CAD (Computer Aided Design ) models, simulations and tests in order to know the different features of the Rovers and agricultural robots. Using the knowledge gained in the course of work is proposed the concept of a rover for agriculture R2A, the concept is compared in simulations, and developed the detailed design using CAE tools (Computer Aided Engineering) after it built a prototype and tested. As results are presented comparative simulations of R2A, their mathematical modeling, R2A simulations in ideally conditions highlighting their skills, and finally R2A tests and comparison are presented. / O crescimento populacional associado à escassez de recursos naturais, a crescente demanda alimentar e a falta de mão de obra para as actividades agrícolas geram importantes desafios para a agricultura e a engenharia. Os desafios implicam a melhoria da produtividade com menos recursos. O cenário é constituido por parâmetros que geralmente estão em direções opostas. O trabalho apresenta o desenvolvimento de um rover para agricultura (R2A) para suportar tarefas de Scouting, tarefas que no futuro melhorarão a produtividade e permitirão o uso de menos subministros agrícolas. O estudo começa pela revisão bibliográfica de Robôs para agricultura, Rovers e Rovers agrícolas desenvolvidos por diferentes instituições de pesquisa. Apos a revisão é apresentada a metodologia do trabalho baseada nas metodologias de projeto mecânico e mecatrônico; no desenvolvimento da metodologia são apresentadas as caraterísticas das culturas de maneira geral, a proposta de tarefas de Scouting, o benchmarking desenvolvendo modelos matemáticos, modelos CAD (Computer Aided Design) simulações e testes com o intuito de conhecer as diferentes caraterísticas dos Rovers e Robôs agrícolas. Usando o conhecimento no decorrer do trabalho é proposto o conceito do rover para agricultura R2A, o conceito é comparado em simulações, e feito o projeto detalhado usando ferramentas CAE (Computer Aided Enginnerring), após é construído o protótipo, e testado. Como resultados são apresentadas simulações comparativas do R2A, a sua modelagem matemática, simulações do R2A em condições ideais, destacando as suas capacidades, e finalmente são apresentados os testes e comparações do R2A.

Esta tese tem como objetivo analisar como as ações e as forças representadas pelos interesses do Agronegócio globalizado estruturaram, a partir de um encadeamento de concertações realizados por atores institucionais e corporativos, um conjunto de fábulas que vem conformando a expansão da produção agrícola brasileira. Discorre- se a partir da acepção de fábula proposta por Santos (2000) sobre a difusão do processo de globalização que incorpora uma série de fabulações que seriam necessárias para homogeneizar o planeta sob um processo no qual prevaleceriam as fábulas criadas a partir da máquina ideológica sustentada pelas forças de capital hegemônico. Discute-se como, com base nessa contextualização, um intrincado arranjo de interesses com abrangência nas esferas geopolítica, financeira, científica e midiática que contribui para que suas fabulosas narrativas venham convertendo o campo brasileiro em uma extensão de agricultura mundializada. Resgata-se, a partir de uma perspectiva histórica, como os detentores da terra e do poder oligárquicos no Brasil vem se articulando politicamente para tornar o Estado submisso aos seus interesses. Procura-se demonstrar como a ação concertada do establishment capitalista deu impulso à expansão das corporações transnacionais fomentando o avanço tecnológico no campo e o fenômeno da Revolução Verde e seu papel nas narrativas constituintes das fábulas tóxicas. Descreve-se como o conceito de Precisão Agricultura, enquanto sucessor ideológico da Revolução Verde, foi articulado pelo estabelecimento globalizado do agronegócio para legitimar suas fabulosas narrativas. Discute-se como estas forças políticas conservadoras foram impelindo ao Estado e inserindo este na esfera das fábulas que resultaram em uma forte interferência sobre o aparato legal-racional e técnico-estatal, beneficiando as forças políticas e econômicas conectadas ao Agronegócio mundializado e criando um leniente sistema normativo dos Agrotóxicos. Discutem-se as estratégias de marketing engendradas pelas grandes corporações produtoras de Agrotóxicos e pelos demais atores do establishment do Agronegócio e as fabulações a partir das quais se constroem os esforços de convencimento quanto à prevalência do modelo de produção agrícola lastreada na Agricultura de Precisão. Destaca-se como o Agronegócio concentra suas iniciativas voltadas à prática do greenwashing em grandes eventos cenográficos representados pelas suas feiras setoriais que simbolizam a homogeneização das estratégias de propaganda e marketing. Demonstramos que a sustentabilidade é o principal termo utilizado pelo arranjo geopolítico-financeiro-científico-midiático para promover esta narrativa fabulosa sobre o fenômeno no Brasil e, de forma concertada, também no exterior. Realizaram-se trabalhos de campo em consonância com análise bibliográfica e materiais publicitários dessas empresas do agronegócio para atingir tais objetivos, os quais permitem indicar a tese, ou seja, a construção e consolidação das fábulas tóxicas. Conclui-se que um conjunto de fábulas tóxicas, numa perspectiva mundializada, conformam a expansão da produção agrícola brasileira. / This thesis aims at analyzing how the actions and forces that represent the interests of the globalized Agribusiness have structured, from a chain of arrangements carried out by institutional and corporate actors, a set of fables that has shaped the expansion of the Brazilian agricultural production. It is based on the interpretation of fable as proposed by Santos (2000) concerning the diffusion of the globalization processes that incorporates a series of fabrications that would be necessary to homogenize the planet under a set of fables created from the ideological machine supported by the forces of hegemonic capital. It is discussed how, based on such contextualization, an intricate array of interests has been built with a broader scope in the geopolitical, financial, scientific and media spheres that contributes to making its fabulous narratives regarding the conversion of the Brazilian countryside into an extension of globalized agriculture. It seeks to demonstrate how the concerted action of the capitalist establishment has given an impulse to the expansion of multinational corporations fostering the technological advance in the field and the phenomenon of the Green Revolution and its role in the constituent narratives of the toxic fables. It is described how the concept of Precision Agriculture, as the ideological successor of the Green Revolution, has been articulated by the globalized Agribusiness establishment to legitimize its fabulous narratives. Departing from a historical perspective it demonstrates how the landowners and the oligarchic powers in Brazil have been articulating politically to make the State submissive to their interests. It seeks to reveal how the concerted action of the capitalist establishment gave impulse to the expansion of multinational corporations through the technological advance in the field and the phenomenon of the Green Revolution and its role in the constituent narratives of the toxic fables. It is described how the concept of Precision Agriculture, as the ideological successor of the Green Revolution, has been articulated by the globalized Agribusiness establishment to legitimize its fabulous narratives. It is discussed how these conservative political forces were impelling the State to insert itself in the sphere of the fables that resulted in a strong interference on the legal-rational and technical of the States apparatus, benefiting the political and economic forces connected to the globalized Agribusiness and creating a lenient system of regulation for pesticides. It discusses the marketing strategies engendered by the large agrochemical producers and by the other actors of the Agribusiness establishment and the fabulations from which the efforts of convincing about the prevalence of the agricultural production model backed by Precision Agriculture are constructed. It highlights how the Agribusiness concentrates its initiatives aimed at the practice of greenwashing in major staged events represented by its industry trade fairs that symbolize the homogenization of their advertising and marketing strategies. We demonstrate that sustainability is the main term used by the geopolitical-financial-scientific-mediatic arrangement to promote this fabulous narrative about the phenomenon in Brazil and, in a concerted way, also abroad. Fieldwork was carried out in consonance with the bibliographical analysis as well as to the marketing materials made by these Agribusiness companies, which consents to indicate the thesis, that is, the construction and consolidation of the toxic fables. It is concluded that a set of toxic fables, in a globalized perspective, conform the expansion of Brazilian agricultural production.