Neste trabalho, é desenvolvido um estudo sobre o uso de alertas auditivos e hápticos dentro do ambiente veicular. É proposto um sistema de assistência ao motorista para alertá-lo de que uma colisão lateral com outros veículos pode ser iminente, quando a observação do espelho retrovisor é insuficiente ou o motorista está desatento. O sistema é composto por um módulo de ativação e um módulo de alerta. O módulo de ativação detecta a condição de perigo por sensores posicionados ao redor do veículo e na tendência de abandono de faixa. Esse trabalho enfoca o módulo de alerta, para o qual se propõe o uso de som tridimensional juntamente com estímulo de vibração. Um ambiente de simulação é proposto para se reproduzir em laboratório o ambiente em que o motorista atua. Nesse ambiente, o sujeito deve utilizar um jogo de corrida projetado na parede à sua frente usando um volante e pedais para acelerar e frear. O motorista se mantém ocupado na tarefa de conduzir o veículo pela trajetória do jogo enquanto é submetido a situações em que um outro veículo se aproxima pela região lateral-traseira velozmente. O assento utilizado é equipado com os elementos geradores dos estímulos vibratórios e auditivos. No primeiro experimento, estuda-se o comportamento de 12 participantes na situação crítica sem o uso do sistema de alerta e conclui-se que a reação preferencial em tal situação é o esterçamento do volante. No segundo experimento, 23 participantes são submetidos ao mesmo cenário adicionando-se o sistema de alertas auditivo e háptico. São coletados os dados de tempo de reação, esterçamento do volante, pressionamento dos pedais e distância entre os carros. Também são registradas as percepções dos participantes sobre o sistema de alerta utilizado. A análise dos dados indica que o sistema de alerta é elegível para uso e pode auxiliar em termos de tempo de reação, devendo-se, entretanto, revisar as características dos alertas utilizados, especialmente o auditivo, para se reduzir o desconforto e evitar prejuízo significativo no controle do veículo. / In this work, we develop a study about the usage of auditive and haptic alerts in the vehicular environment. It is proposed a driver assistance system to warn the driver that a lateral collision with other vehicle may be imminent, when the rear mirror observation is insufficient or the driver is distracted. The system is composed by an activation module and a warning module. The activation module detects the dangerous condition using sensors placed around the vehicle and on the identification of a lane departure tendency. This work focuses on the warning module, which proposes the usage of three-dimensional sound together with vibration stimulus. A simulation environment is proposed to reproduce in laboratory the environment where the driver actuates. In this environment, the subject is requested to play a driving game projected in the frontal wall using a steering wheel and pedals to accelerate and brake. While the driver conducts the vehicle over the game route, he is submitted to the situation where another vehicle approaches very fastly from behind. The seat is equipped with the vibration and auditory stimuli generator elements. In the first experiment, it is assessed the behavior of 12 subjects in the critical situation without the usage of the warning system and it is concluded that the major reaction in such situation is the steering of the wheel. In the second experiment, 23 subjects are submitted to the same scenario adding the auditory and haptic warning system. The following data are collected: reaction time, wheel steering, pedal pressing and distance between the vehicles. The perception of the participants about the used warning system is registered. The analysis of all data indicates that the system is eligible to be used and is able to help regarding reaction times. Nevertheless, it is still necessary to review the characteristics of the used warnings, specially the auditory, to reduce discomfort and avoid loss of control during driving.

OBJETIVO: 1- Avaliar e comparar o tempo de frenagem medido no simulador de direção virtual entre motoristas com e sem paraplegia; 2- Identificar e descrever as variáveis preditoras do tempo de frenagem no simulador de direção para os motoristas com paraplegia. METODOLOGIA: Motoristas do sexo masculino com paraplegia (n = 20 com idade média de 38,1 ± 3,6 anos) e motoristas sem paraplegia (n = 20 com idade média de 38,0 ± 5,8) com carteira de habilitação válida tiveram o tempo de frenagem medido no simulador de direção virtual. Os motoristas sem paraplegia foram avaliados com controles convencionais de pedais de freio e aceleração e os motoristas com paraplegia usaram controles manuais. O teste t de Student comparou os resultados do entre os grupos. A correlação do tempo de frenagem foi realizada com as variáveis selecionadas para o estudo nos motoristas com paraplegia. RESULTADOS: As diferenças do tempo de frenagem do simulador entre os grupos não foram estatisticamente significativas (motoristas sem paraplegia = 0,90 segundos; motoristas com paraplegia 0,92 segundos, p > 0,05). A experiência de dirigir correlaciona-se significativamente com o tempo de frenagem dos motoristas com paraplegia (r = -58, p = 0,009). Análises de regressão linear indicaram que anos de escolaridade, experiência de direção e o teste neuropsicológico MOCA (variáveis explicativas) explicaram 60,2% da resposta do tempo de frenagem do simulador de direção para os motoristas com paraplegia. CONCLUSÃO: A experiência de condução, anos de escolaridade e o teste neuropsicológico MOCA foram identificadas como preditoras do tempo de frenagem do simulador de direção para motoristas com paraplegia / Objective: (1) To identify differences in driving simulator braking time response between paraplegic and able-bodied drivers (2) To determine the contributions of age, driving experience, length of disability, handgrip strength and, neuropsychological tests, as selected factors, to driving simulator braking time response of drivers with paraplegia. Design: Two groups of male able-bodied and paraplegic drivers had their braking time response evaluated in an automatic transmission car simulator. Able-bodied drivers were tested with conventional controls and paraplegic drivers used hand controls. Drivers with paraplegia performed simple, choice and go-no-go reaction time tests as neuropsychological evaluation. Student\'s t test compared results of driving simulator braking time response between groups. Persons\' correlation verified the association between driving simulator braking time responses and selected variables of the drivers with paraplegia. Subjects: Able-bodied drivers (n=20 mean age 38.0±5.8) and paraplegic drivers (n=20 mean age 38.1±3.6) with valid driver license accepted to be part of this study. Results: Differences of simulator braking time response between groups were not statistically significant (able-bodied=0.90 seconds; paraplegic drivers 0.92 seconds, p>0.05). Driving experience significantly correlates with braking time response of the drivers with paraplegia (r= -58, p=0.009). Linear regression analyses indicated that years of education and driving experience (explanatory variables) explained 60.2% of driving simulator braking time response for the drivers with paraplegia. Conclusion: Driving experience, years of education and MOCA neuropsychological test were predictors variables of driving simulator braking time for paraplegic drivers

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Resumo: Uma das principais dificuldades para a adoção dos veículos elétricos (VE) é o tempo de abastecimento (carregamento elétrico), considerado elevado quando comparado com o tempo requerido para abastecer um veículo com motor a combustão interna. O carregamento do VE típico de passageiros é geralmente realizado na residência do proprietário, ligando o carregador interno do VE em uma tomada convencional monofásica. Este método de carregamento é conhecido como de Corrente Alternada (CA), requer, tipicamente pelo menos 7 horas para fornecer uma carga completa. Por outro lado, o método de carregamento por Corrente Continua (CC) oferece tempos de carregamento entre 10 e 80 minutos. Contudo, para obter este nível de desempenho, são empregados carregadores externos de alta potência ligados de forma direta ao banco de baterias do VE. Devido ao custo e aos requerimentos de alimentação, estes carregadores rápidos são usados principalmente em aplicações públicas e comerciais. As pesquisas pelas melhores topologias a serem empregadas nos carregadores rápidos ainda são, neste ano de 2017 objeto de estudos em escala mundial. Neste contexto, este trabalho descreve a análise e implementação de um protótipo de carregador externo rápido para VE, o qual é composto por um retificador híbrido trifásico com correção ativa do fator de potência (Etapa CA-CC), seguido de um conversor tipo Buck entrelaçado (Etapa CC-CC). Na etapa CA-CC são impostas correntes de entrada senoidais, obtendo desta forma uma r... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TayaraCPB_Dissert.pdf: 1984521 bytes, checksum: 5a46c1781124a49b404a083b87b969bd (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With advances in technology and the popularization of the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAV's) so does the need to use more robust and more effective control techniques. Among the various types of unmanned aerial vehicles, this paper will focus on quadrotor model, which has a mechanical structure in the form of x, whose ends have an engine and propeller assembly, where the rotation of this group is responsible for the lift and the movements developed by quadrotor. This feeling, aiming to apply drivers that provide stability to the dynamic system. This study aims to conduct mathematical modeling using the Euler-Lagrange. With this, it is proposed a PID controller (Proportional Integral Derivative) to maintain stable the three orientation angles and height to a desired value. The development of the proposed controller will be validated via simulation confirming the application feasibility of the technique presented stability / Com o avanço tecnológico e a popularização do uso dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT s) cresce também a necessidade do uso de técnicas de controle mais robustas e mais eficazes. Dentre os mais diversos tipos de veículos aéreos não tripulados, este trabalho irá focar no modelo do quadrotor, que possui uma estrutura mecânica em forma de cruz, cujas extremidades têm um conjunto de motor e hélice, onde a rotação desse conjunto é responsável pela força de sustentação e pelos movimentos desenvolvidos pelo mesmo. Objetivando aplicar controladores que proporcione estabilidade ao sistema dinâmico deste veiculo aéreo. O presente trabalho tem como objetivo realizar a modelagem matemática deste sistema usando as equações de Euler-Lagrange. Tendo isso, é proposto um controlador PID (Proporcional Integral Derivativo) para manter os três ângulos de orientação estáveis e a altura em um valor desejado. O desenvolvimento do controlador proposto será validado via simulação confirmando a viabilidade da aplicação da técnica de estabilidade apresentada

The ability of vehicles to traverse soft soils is an important aspect of their performance. The geological, climate and topography diversity originated, in Rio Grande do Sul, extensive areas of hydromorphic clay soils, as example, Planssoils and Gleissoils. When saturated of water, these soft soils present low loads support, difficult agricultural machinery work and limit the traverse of military wheeled vehicles. The aim of this study was to determine the limit of soil conditions for trafficability of military 6 x 6 wheeled trucks (Cascavel and Urutu), determine the ground pressure and predict the mobility condition from soil cone index (SCI) and vehicle characteristics. This study also proposed to evaluate the performance of a four wheel drive tractor in drawbar pull test and trafficability performance, to correlate the reduced tire inflation pressure and vehicle loading effect on slipping, drawbar pull, fuel consumption and mobility under different soil moisture conditions. It was found that the Cascavel military truck had a minimal ground pressure of 357 kPa and it needed SCI of 402 kPa in the critical layer for a single pass. The Urutu truck had a ground pressure of 401 kPa and required at least 431 kPa in SCI for one-way pass. The NATO Reference Mobility Model (NRMM) and Mean Maximum Pressure (MPP) predicting model underestimate the soil cone index required for these military vehicles to traverse soft-soils, however, MMP was more appropriate to predict the correct SIC for the tested vehicles. For the tractor experiment it was found that tire inflation pressure changed the ground pressure and the vehicle loading didn t change the ground surface pressure. The greatest drawbar pull were obtained at low tractor speed, reduced inflation pressure and high loading level, operating on hard ground. The lowest specific fuel consumption was obtained on hard ground, empty weight, low tire pressure and operating in high speed gear. The increase of soil moisture decreased the dynamic traction coefficient from 0.57 to 0.31 and the traction efficiency decrease from 50 to 37%. Reduced inflation tire pressure had positive effects on tractor mobility in waterlogged soils, reducing slipping and increasing traverse speed. Using height loading level had negative effect on wet soils because it require more engine power and increase the fuel consumption. / A habilidade de um veículo se locomover em solos com baixa capacidade de carga é um aspecto importante em seu desempenho. A diversidade geológica, climática e de relevo originou, no Rio Grande do Sul, extensas áreas de solos Hidromórficos argilosos, entre eles, os Planossolos e os Gleissolos. Quando saturados, estes solos apresentam baixa capacidade de suporte de carga, dificultando o trabalho de máquinas agrícolas e o deslocamento de veículos militares de roda. O presente trabalho teve por objetivo determinar as condições de solo limite para a trafegabilidade de veículos militares de roda com tração 6 x 6 (Cascavel e Urutu), determinar a pressão de contato pneu-solo e predizer a condição de mobilidade a partir índice de cone do solo (ICS) e das características do veículo. O trabalho também propôs avaliar o desempenho de um trator agrícola com TDA em ensaio de tração e trafegabilidade, para verificar a influência da baixa pressão interna dos pneus e a quantidade de lastro do trator sobre o patinamento dos rodados, a capacidade de tração, o consumo de combustível e a mobilidade sob diferentes condições de umidade do solo. Foi verificado que a viatura militar Cascavel exerce pressão mínima pneu-solo de 357 kPa e requer ICS de 402 kPa na camada crítica para se locomover. O veículo Urutu exerce uma pressão pneu-solo de 401 kPa e necessita de uma resistência do solo mínima de 431 kPa para o tráfego singular. Os modelos de predição de trafegabilidade de veículos militares NATO Reference Mobility Model (NRMM) e Mean Maximum Pressure (MMP) subestimam o ICS necessário para os solos estudados, porém, o modelo que mais aproximou o ICS ao requerido pelos veículos testados foi o MMP. No experimento com tratores verificou-se que a pressão interna dos pneus alterou e a adição de lastro não alterou a superfície de contato pneu-solo. Os maiores esforços na barra de tração foram obtidos em baixa velocidade de deslocamento, baixa pressão interna dos pneus e com trator completamente lastrado, operando em solo firme. O menor consumo específico de combustível foi obtido em solo firme, com trator sem lastro, baixa pressão nos pneus e operando em marcha alta. O acréscimo de umidade no solo diminuiu o coeficiente dinâmico de tração de 0,57 para 0,31 e a eficiência de tração de 50 para 37%. A utilização de baixa pressão interna nos pneus tem efeitos positivos na trafegabilidade em solos alagados, reduzindo significativamente o patinamento e aumentando a velocidade de deslocamento. A utilização de lastro no trator em condições de solo saturado tem efeito negativo, porque aumenta a demanda de potência e o consumo de combustível da operação.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3678.pdf: 5394148 bytes, checksum: 4abd3e7ce4acac9d5890eae3620c06d3 (MD5) Previous issue date: 2011-06-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / In recent years, most companies apply techniques of industrial automation with the goal of increasing its efficiency. Increasingly Automated Guided Vehicles (AGVs) are used to transport work in factories and warehouses. The management of these AGV is the key to an efficient transport system. One of the main problems encountered in the management of AGV is the dispatching decision. This work proposes a method of dispatching of AGV with the ability to optimize the performance of flexible manufacturing systems (FMS) in real time. In the dispatching deciding can be chosen to optimize two objectives: makespan or tardiness. When the goal is to optimize the makespan are evaluated variables: distance, number of nodes, the input buffer and output buffer of the workstation. When the goal is to optimize the tardiness are evaluated variables: distance, number of nodes, task chaining, date of delivery. In both cases are also considered the time of the AGVs and the processing times of the workstations, so you can anticipate some decision-making. To perform the tests we used the softwares: Matlab, CPNtools and Automod, which allow simulations of how the method works dispatching AGVs before the method is implemented in factories. Based on the tests, we analyzed the improvement in makespan and tardiness compared to other studies, but also the flexibility of the method in which it is possible to exchange goals in operating time. / Nos últimos anos, mais empresas aplicam técnicas de automação industrial com o objetivo de aumentar sua eficiência. Cada vez mais Veículos Auto Guiados (AGVs) são usados para tarefa de transporte em indústrias e armazéns. O gerenciamento desses AGVs é a chave para um sistema de transporte eficiente. Um dos principais problemas encontrados no gerenciamento dos AGVs é a decisão de despacho. Esse trabalho propõe um método de despacho de AGV com capacidade de otimizar o desempenho de Sistemas Flexíveis de Manufatura (FMS) em tempo real. Na tomada de decisão do despacho podem ser escolhidos dois objetivos para otimização: makespan ou tardiness. Quando o objetivo é otimizar o makespan são avaliadas as variáveis: distância, número de nós, buffer de entrada e buffer de saída das estações de trabalho. Quando o objetivo é otimizar o tardiness são avaliadas as variáveis: distância, número de nós, encadeamento de tarefas, data de entrega do produto. Em ambos os casos também são considerados os tempos dos AGVs e os tempos de processamento das estações de trabalho, para que seja possível adiantar algumas tomadas de decisões. Para realizar os testes foram usados os softwares MatLab, CPNtools e Automod, os quais permitem que simulações do funcionamento do método de despacho de AGVs antes que o método seja implementado em fábricas. Com base nos testes realizados, analisou-se as melhoras no makespan e tardiness em comparação com outros trabalhos, como também a flexibilidade do método no qual é possível a troca de objetivos em tempo de operação.

Submitted by CAMILO ALEXEY SUAREZ BUITRAGO null (camiloalexey@gmail.com) on 2017-05-05T23:51:03Z No. of bitstreams: 1 CAMILO ALEXEY SUAREZ BUITRAGO.pdf: 4865572 bytes, checksum: e8593c9e425def26a441b4b919b9d371 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-08T16:36:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 suarezbuitrago_ca_me_ilha.pdf: 4865572 bytes, checksum: e8593c9e425def26a441b4b919b9d371 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T16:36:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 suarezbuitrago_ca_me_ilha.pdf: 4865572 bytes, checksum: e8593c9e425def26a441b4b919b9d371 (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma das principais dificuldades para a adoção dos veículos elétricos (VE) é o tempo de abastecimento (carregamento elétrico), considerado elevado quando comparado com o tempo requerido para abastecer um veículo com motor a combustão interna. O carregamento do VE típico de passageiros é geralmente realizado na residência do proprietário, ligando o carregador interno do VE em uma tomada convencional monofásica. Este método de carregamento é conhecido como de Corrente Alternada (CA), requer, tipicamente pelo menos 7 horas para fornecer uma carga completa. Por outro lado, o método de carregamento por Corrente Continua (CC) oferece tempos de carregamento entre 10 e 80 minutos. Contudo, para obter este nível de desempenho, são empregados carregadores externos de alta potência ligados de forma direta ao banco de baterias do VE. Devido ao custo e aos requerimentos de alimentação, estes carregadores rápidos são usados principalmente em aplicações públicas e comerciais. As pesquisas pelas melhores topologias a serem empregadas nos carregadores rápidos ainda são, neste ano de 2017 objeto de estudos em escala mundial. Neste contexto, este trabalho descreve a análise e implementação de um protótipo de carregador externo rápido para VE, o qual é composto por um retificador híbrido trifásico com correção ativa do fator de potência (Etapa CA-CC), seguido de um conversor tipo Buck entrelaçado (Etapa CC-CC). Na etapa CA-CC são impostas correntes de entrada senoidais, obtendo desta forma uma reduzida distorção harmônica total (DHT). Nesta etapa são empregados retificadores SEPIC comutados sob corrente nula (Zero Current Switching, ZCS) controlados por uma simples modulação por histerese, em paralelo com um retificador trifásico a diodos de seis pulsos. O estágio SEPIC processa apenas uma fração da potência total entregue pelo retificador híbrido, reduzindo deste modo os esforços de corrente dos semicondutores empregados, permitindo o uso desta topologia em elevados níveis de potência. Na etapa CC-CC o conversor Buck entrelaçado é controlado por modulação de largura de pulso (Pulse-Width Modulation, PWM), permitindo assim a implantação da técnica de carregamento por corrente constante e tensão constante (Constant Current-Constant Voltage, CC-CV), comumente empregada em baterias de íons de lítio e supercapacitores (SC). Como principal resultado foi obtido o carregamento de um banco de supercapacitores de 2,54 F, com corrente constante de 20 A, variando sua tensão de 180 V a 270 V com uma duração de 40 s, obtendo uma distorção harmônica total de 3,52% na corrente de entrada, ajustando-se ao padrão IEEE 2030.1.1-2015. / One of the main barriers against electric vehicle (EV) adoption is related to the battery recharging time, which is relatively high when compared to the time required to fill up a gasoline/diesel internal combustion engine vehicle. EV charging generally is done at home, using the on-board EV charger tied to conventional single phase power inlet, this charging method is known as Alternating Current (AC) and takes at least 7 hours to provide a full charge. On the other hand, the Direct Current (DC) method offers charging times from 1.2 hours to 10 minutes. However, to reach this performance, high power off-board chargers also known as fast-chargers (FC), directly charge the EV battery bank. Due to its cost and power supply requirements FC are used only in public or commercial applications. The researches for the best FC topologies are an active area of studies over the world. This work describes the analysis and implementation of an off-board electric vehicle (EV) Fast Charger prototype. It is composed by a three-phase hybrid rectifier with power factor correction (AC/DC stage), followed by an interleaved buck converter (DC/DC stage). At AC/DC stage, sinusoidal input phase currents are imposed, and consequently low Total Harmonic Distortion (THD) is obtained by the use of Zero Current Switching (ZCS) SEPIC rectifiers, applying a simple hysteresis control technique, in parallel with a conventional three-phase six pulses diode rectifier. The SEPIC converters manage only a fraction of the total power delivered by the hybrid rectifier, reducing the semiconductors current stresses, and allowing the use of this topology for high power levels. At DC/DC stage, the interleaved buck converter is controlled by Pulse Width Modulation (PWM), allowing Constant Current–Constant Voltage (CC-CV) charging technique, typically used for Lithium-ion (Li) batteries and Supercapacitors (SC). As main result of this implementation was obtained a charging process using constant a constant current of 20A over a supercapacitor bank of 2,54 F, raising its voltage from 180V to 270V in less than 40s, having a input phase current THD of 3,52%, fulfilling the requirements of IEEE 2030.1.1-2015 standard.

Submitted by MARCELA DO VALLE MACHADO (marcelavmachado@gmail.com) on 2018-04-22T02:22:02Z No. of bitstreams: 1 machado_mv_me_prud.pdf: 3915564 bytes, checksum: a8e42c5376b44043a216b005b6c1615a (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-04-23T11:50:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 machado_mv_me_prud.pdf: 3915564 bytes, checksum: a8e42c5376b44043a216b005b6c1615a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T11:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 machado_mv_me_prud.pdf: 3915564 bytes, checksum: a8e42c5376b44043a216b005b6c1615a (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Devido ao elevado custo de Sistemas de Varredura a LASER Aerotransportados (SVLA) e a miniaturização de sensores, sistemas de varredura a LASER (SVL) de menor peso e custo têm sido uma alternativa para estudos florestais. Aliado a estes sistemas, a crescente utilização de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) possibilita a aquisição de dados com maior flexibilidade e rapidez, o que permite a utilização de SVL mais leves neste tipo de plataforma. Todavia, a integração e sincronização dos dispositivos do sistema demanda árduo trabalho de conexão eletrônica e computacional. Em casos que não seja possível realizar a sincronização eletrônica entre os dispositivos do sistema, uma alternativa é a sincronização por pósprocessamento, estabelecida por meio da relação entre os dados temporais obtidos com o LIDAR (Light Detection and Ranging) e com o GNSS (Global Navigation Sattelite Systems), durante a trajetória de voo do SVL embarcado em VANT. Para relacionar estes dados, são realizadas manobras de voo na forma senoidal durante a decolagem e pouso com o sistema, a fim de gerar pontos de máximos e mínimos. Com isso, os dados LASER e as posições da plataforma, coletados pelos dispositivos LASER e GNSS/IMU em sistemas de tempo diferentes, são relacionados por meio da diferença de distância e altura em função do tempo. Posteriormente, o tempo dos dados LASER é corrigido para tempo GPS, caracterizando a sincronização por pós-processamento, e refinado pelo Método dos Mínimos Quadrado. Desse modo, a nuvem de pontos pode então ser gerada. O controle de qualidade altimétrico utilizando pontos de apoio coletados em campo, apresentou uma acurácia de 11,6 cm. Para o controle planimétrico foi verificada uma acurácia de 45 cm para a componente E e 62 cm para a componente N. A partir das acurácias encontradas para a nuvem de pontos, conclui-se que a técnica de sincronização empregada é uma alternativa viável para relacionar dispositivos desacoplados de um SVL e que a acurácia centimétrica do sistema permite que este seja empregado em diversas aplicações, dentre as quais estão estimativa de altura de árvores. / Due to the high cost of Airborne LASER Scanning (ALS) and the miniaturization of sensors, low-cost and low-weight LASER systems have been an alternative for forestry studies. Together with these systems, the increasing use of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) platforms, also low cost, enables the acquisition of data with greater flexibility and speed, which allows the use of low-weight SVL in this type of platform. However, the integration and synchronization of the devices of the system demands specialised work for electronic and computational connections. In cases where it is not possible to perform electronic synchronization between the devices of the system, an alternative is the post-processing synchronization, established through the relationship between the signals obtained with LIDAR (Light Detection and Ranging) and GNSS (Global Navigation Sattelite Systems), during the flight path of the SVL boarded in UAV. To relate these signals, flight maneuvers are performed in the a sinusoidal form shape during takeoff and landing with the system in order to obtain peaks of maximum and minimum. Thus, the LASER data and platform positions collected by the LASER and GNSS / IMU devices in different time systems are related by distance and height as a function of time. Subsequently, the LASER data time is corrected to match GPS time, characterizing the post-processing synchronization, and latter refined by the Least Square Method. In this way, the point cloud can then be generated. The quality control for altimetry, using control points collected in the field, achieved an obtained accuracy of 11.6 cm. The planimetric quality control achieve an accuracy of 45 cm the E component and 62 cm for the N component. From the accuracy achieved for the point cloud, it was concluded that the synchronization technique used is a viable alternative to relate decoupled devices of an ALS and that the centimetric accuracy of the system allows it to be used in several applications, such as tree height estimation. / FAPESP Proc. nº 2013/50426-4

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Technological advances in electromechanical sensor and actuators, energy storage, data processing and control methodology made possible the development of unmanned aerial vehicles (UAVs). The quadrotor has emerged as one of these research platforms due to its mechanical simplicity, high maneuverability, as well as its capability of hovering and perform vertical take-off and landing. However, such vehicle presents some challenging issues to control area, like: nonlinearity, time-varying behavior, in addition it belongs to the class of underactuated mechanical systems, and it is subject to aerodynamics disturbances and parametric uncertainties. Therefore, this dissertation has as main objective, contribute to development and control strategies implementation to solve the positioning and path tracking problems of unmanned aerial vehicles, focusing on an underactuated mechanical system. In order to obtain a dynamic model that represents the aerial vehicle properly and realistically, the motion equations were developed based on the physics laws that define the mechanical system. The model we obtained is decoupled, thus we consider the presence of two subsystems, the rotational and the translational ones. A cascade control strategy was implemented, so that, a model predictive control (MPC) was developed to the altitude and orientation control of the aerial vehicle. However, the positioning control along the xy axis was performed through a proportional integral derivative control (PID). Such strategies allowed a smooth path tracking, beyond the possibility of dealing with physical constraints of the system. In order to assess the robustness of the control structure shown, we performed flight simulations under the presence of aerodynamics disturbances and parametric uncertainties. / Avanços tecnológicos em sensores e atuadores microeletromecânicos, no armazenamento de energia, no processamento de informações e em metodologias de controle possibilitaram o desenvolvimento dos veículos aéreos não tripulados (VANT s). O quadricóptero tem emergido como uma destas plataformas de pesquisa devido a sua simplicidade mecânica, a alta manobrabilidade, bem como a capacidade de realizar pairagem e decolagens e pousos verticais. Contudo, tal veículo apresenta algumas características desafiadoras para a área de controle, como: não linearidades, comportamento variante no tempo, além de pertencer à classe dos sistemas mecânicos subatuados e estar sujeito a distúrbios aerodinâmicos e incertezas paramétricas. Desta forma, este trabalho possui como principal objetivo contribuir para o desenvolvimento e a implementação de estratégias de controle para solucionar os problemas de posicionamento e rastreamento de trajetória em veículos aéreos não tripulados, focando em um sistema mecânico subatuado. Com o intuito de obter um modelo dinâmico que represente de forma apropriada e realista o veículo aéreo, suas equações de movimento foram desenvolvidas baseando-se nas leis físicas que regem o sistema mecânico. O modelo obtido é desacoplado, portanto, consideramos a existência de dois subsistemas, o rotacional e o translacional. Uma estratégia de controle em cascata foi implementada, de modo que, um controle preditivo baseado em modelo (CPBM) foi desenvolvido para o controle da altitude e da orientação do veículo aéreo. Já o controle de posicionamento no eixo xy foi efetuado através de um controlador proporcional integral derivativo (PID). Tais estratégias permitiram um rastreamento de trajetória suave, além da possibilidade de lidar com as restrições físicas do sistema. Com o intuito de avaliar a robustez da estrutura de controle apresentada, foram realizadas simulações de voo na presença de distúrbios aerodinâmicos e incertezas paramétricas. / Mestre em Ciências

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esse trabalho propõe a modelagem e o controle neuro-fuzzy aplicados na estabilidade estática de um veículo de duas rodas do tipo pêndulo invertido, utilizando como método de otimização a evolução diferencial. Durante a fase de modelagem, determinam-se as incertezas relacionadas aos parâmetros e também à resposta do modelo neuro-fuzzy. Verifica-se que este é capaz de se ajustar satisfatoriamente aos dados extraídos experimentalmente do veículo. Na determinação do controlador neuro-fuzzy, testam-se três estratégias de ajuste de parâmetros, sendo duas delas propostas neste texto, e os resultados são comparados entre si e aos obtidos através de controladores clássicos, e verifica-se experimentalmente e por meio de testes estatísticos que as abordagens propostas apresentam grande capacidade de adaptação às restrições impostas à planta, garantindo a estabilidade estática e a eficiência energética do sistema. / This work proposes the neuro-fuzzy modeling and control applied to the static stability of a two-wheeled inverted pendulum vehicle, using differential evolution as optimization technique. During the modeling phase, the uncertainties related to the parameters and also to the neuro-fuzzy model response are determined. It is possible to verify that the neuro-fuzzy system is capable of satisfactorily adjusts to the data experimentally extracted from the vehicle. In the determination of the neuro-fuzzy controller, three strategies of parameter adjustment are tested, two of them being proposed in this text, and the results are compared between them and those obtained through classical controllers, and it is verified experimentally and through tests that the proposed approaches present a great capacity to adapt to the constraints imposed on the plant, guaranteeing the static stability and the energy efficiency of the system. / Dissertação (Mestrado)