Testes comportamentais do tipo Campo Aberto figuram dentre os mais básicos e consolidados para estudos de comportamento animal, sendo, portanto, amplamente utilizados em pesquisas de Neurociência e Farmacologia. Através dele se pode avaliar os efeitos da imposição de diferentes condições no comportamento de animais, bem como comparar ou caracterizar perfis típicos de comportamento entre linhagens de uma mesma espécie. Consistindo de soltar animal em uma caixa e observar, dentre outros parâmetros, seu deslocamento e preferência em permanecer nas áreas próximas às paredes ou nas centrais, a extração desses dados pela forma tradicional acabar por ser limitante à obtenção plena de resultados. Isso posto, este trabalho visa oferecer aos pesquisadores um meio para obter os dados de maneira automatizada, sem o desgaste de ficar assistindo o vídeo do teste para anotar o deslocamento. Escrita em Python, utilizando técnicas consolidadas de Visão Computacional e operações de compreensão acessível, esta ferramenta além de ser Open Source pode ser ajustada à extração de outros parâmetros e à aplicação em outras modalidades do teste, além de oferecer a medida do deslocamento de forma mais precisa. / Open Field Test is a basic and consolidated test used in Animal Behavior studies, especially Neuroscience and Pharmacology. Through it, its possible to evaluate the effects in behavior of imposing different conditions, as well to compare or characterize typical behavior profiles between lineages of the same species. Consisting of releasing an animal in a box and observing, among other parameters, its displacement and preference in remaining in the areas near the walls or in the central ones, the extraction of these data in the traditional way ends up being limiting to obtaining full results. That said, this essay aims to offer researchers a way to get the data in an automated way, without need watching the video of the test to note the displacement. Written in Python, using consolidated techniques of Computational Vision and operations of accessible comprehension, this tool besides being Open Source can be adjusted to the extraction of other parameters and application in other modalities of the test, besides offer a more accurate measure of displacement.

A análise de imagens é uma das formas de avaliar o desenvolvimento das plantas, tanto para correlacionar aspectos biofísicos dos mesmos, como para a detecção de doenças. Através das imagens podem ser calculados índices vegetativos que se correlacionem com os teores de nutrientes nas folhas. Com essa perspectiva, o presente trabalho objetivou avaliar quais indices vegetativos melhor se correlacionariam com a taxa de fósforo nas folhas de tomateiros. Foi realizado o cultivo de uma cultivar de minitomate, com cinco doses de fósforo (0, 25, 50, 75 e 100%) do P recomendado (na formulação da solução nutritiva). Em diferentes etapas do desenvolvimento da planta foram coletadas amostras das folhas para obtenção das imagens, através de escâner e máquina fotográfica, e diagnose foliar. Foram determinadas as biorrespostas das plantas ao longo do tempo. Uma rede neural artificial foi desenvolvida para estimar os teores de fósforo foliares no minitomate grape. A análise do desenvolvimento da planta permitiu concluir que a dose 100% de P2O5 utilizada no experimento foi suficiente para suprir a demanda nutricional do minitomateiro. Aos 64 dias após o transplantio (DAT) foi observada a maior queda nos teores de fósforo nas folhas, coincidindo com o amadurecimento dos frutos. Propõe-se, para a cultivar estudada, que a dignose foliar seja feita aos 50 DAT. Os índices vegetativos obtidos pela análise de imagem e selecionados pela análise de componentes principais (ICVE e Bn, tanto da parte abaxial quanto adaxial) podem ser utilizados para estimar a diagnose foliar de P na cultivar de minitomate grape. A avaliação dos índices vegetativos indicou que a obtenção de imagens com o escâner é mais adequado do que com a câmera fotográfica. Para a cultivar estudada, verificou-se que na dosagem de 100% de P2O5 teor de P nas folhas fica abaixo de 4,0 g kg-1. Em relação à rede neural desenvolvida, ao categorizar os valores de P de acordo com a literatura, a mesma obteve uma taxa de acerto de 90%. / The analysis of images is one of the ways to evaluate the development of plants, both to correlate biophysical aspects of the same, as for the detection of diseases. Through the images can be calculated vegetative indexes that correlate with the contents of nutrients in the leaves. With this perspective, the present studied aimed to evaluate which vegetative indexes would best correlate with the phosphorus rate in tomato leaves. A minitomato grape cultivar with five phosphorus doses (0, 25, 50, 75 and 100%) of the recommended P (in the formulation of the nutrient solution) was carried out. At different stages of plant development, leaf samples were collected to obtain the images, with scanner and camera, and foliar diagnosis. The bio-responses of plants were determined over time. An artificial neural network was developed to estimate leaf phosphorus levels in the grape minitomate. The analysis of the development of the plant allowed to conclude that the dose 100% of P2O5 used in the experiment was enough to supply the nutritional demand of the minitomateiro. At 64 days after transplanting (DAT), the highest drop in phosphorus content in the leaves was observed, coinciding with the ripening of the fruits. It is proposed, for the studied cultivar, that the leaf dignity should be made at 50 DAT. The vegetative indexes obtained by the image analysis and selected by the principal components analysis (ICVE and Bn, both abaxial and adaxial) can be used to estimate the leaf diagnosis of P in the minitomate grape cultivar. The evaluation of vegetative indexes indicated that obtaining images with the scanner is more appropriate than with the photographic camera. For the cultivar studied, it was verified that in the dosage of 100% of P2O5 content of P in the leaves is below 4.0 g kg-1. In relation to the developed neural network, when categorizing the P values according to the literature, it obtained a 90% correctness rate.

O presente trabalho foi motivado pela grande importância que tem o movimento na percepção do espaço. Essa função é comum nos sistemas de visão natural já que a sobrevivência de algumas espécies é função desse fenômeno físico. Obviamente, a detecção do movimento no sistema de visão humana é de vital importância. Visão computacional é uma área de pesquisa de forte interesse atual. Em visão computacional o movimento nas imagens é recuperado a partir de uma seqüência de imagens. Neste campo a análise do movimento dos objetos pelo processamento de seqüência de imagens tem tido aplicações em diversas áreas, desde o monitoramento de tráfego veicular até nas áreas biomédica e militar. Também, uma seqüência de imagens pode proporcionar informação das estruturas e comportamento dos objetos que pertencem à cena do mundo 3D. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver uma metodologia computacional aplicada à detecção do movimento utilizando a técnica do Fluxo Ótico. Uma das características do Fluxo Ótico é que o campo de velocidades dos objetos que se movem na imagem pode ser estimado utilizando a informação local das mudanças do brilho da imagem. Aplicou-se a consideração de que só ocorre mudança de brilho nas regiões da imagem onde ocorreu movimento e que o brilho varia suavemente em quase toda a imagem.. Realizou-se uma implementação computacional com a qual a estimativa do Fluxo Ótico é bem sucedida para uma seqüência de imagens compatíveis de entrada. Executou-se uma operação de pré-processamento para filtrar e determinar as bordas das imagens. Utilizaram-se operadores derivativos para calcular as derivadas numéricas que permitem determinar a direção e a intensidade das velocidades. Aplicou-se a técnica de relaxação as velocidades calculadas para obter uma melhor aproximação. Como conseqüência da metodologia obtiveram-se resultados de (Diagramas de Agulha) que permitem por inspeção visual a detecção do movimento. O algoritmo é robusto no que se refere à manipulação das imagens, dados e cálculos. Para mostrar o bom desempenho da técnica apresentam-se os resultados de uma série de experiências que correspondem a diferentes formas de movimento: translação, rotação, translação-rotação, divergência, utilizando diversos tipos de cenas sintéticas e reais / The motivation for the present work was the great important of the movement in space perception. Movement detection is a normal function in natural vision systems, the survival of some animal species depends on it. In human vision movement detection is an essential feature. Computer vision is a strong contemporary research area. In computer vision systems movement is recovered from a sequence of image frames. Motion analysis using frame sequences has important applications, going from vehicular traffic monitoring to biomedical and military applications. A sequence of frame images can also supply information about the structure and behavior of objects belonging to the 3D world. The purpose of the present work was to develop a computer methodology for motion analysis using the optical flow methodology. The optical flow technique estimates the velocity field of moving objects in a sequence of images considering the local information of brightness change. It has been considered that the brightness changes occurs only because of the moving objects and is smooth over the entire image. The computer methodology developed for the optical flow estimation performed reasonably well for a compatible sequence of image frames. A pre-processing was used to filter and extract the edges of the images. Derivative operators were used to find the numeric derivatives of the brightness, which allow determining the value and the direction of the velocities. A relaxation technique was used to provide a better approximation of the velocities. As a result of the developed methodology we obtained from a sequence of two images, vector diagrams (needle diagrams) that allow by visual inspection the detection of motion. The algorithm is robust regarding to the image manipulation, data and numeric calculations. To show the good performance of the technique we present the results of some experiments with different motion types: translation, rotation, translation and rotation and divergence, using artificial and real images

O Questionário de Função Visual Infantil (QFVI) é um instrumento para medir o impacto da deficiência visual na criança e em seus familiares. Pode ser utilizado como ferramenta para pesquisas, verificação da eficácia de tratamentos e de diferentes terapêuticas aplicadas, além de auxiliar métodos que intervenham com melhor eficiência, como habilitação e reabilitação visual. O objetivo deste trabalho é estudar a relação entre os domínios Saúde Geral, Saúde Geral da Visão, Competência, Personalidade, Impacto familiar e Tratamento, que compõem o QFVI, e as medidas psicofísicas de acuidade visual (AV) e discriminação de cromaticidade (VC). Este estudo prospectivo, transversal foi realizado no Laboratório de Psicofisiologia Sensorial da Universidade de São Paulo em parceria com o Ambulatório de Estimulação Visual Precoce Setor de Baixa Visão e Reabilitação Visual da Universidade Federal de São Paulo. As crianças convidadas a participarem deste estudo foram alocadas em 2 grupos: Grupo estudo (GE) composto por 32 crianças, com o diagnóstico de deficiência visual, com idade média de 30 meses (dp= 22,3); Grupo controle (GC) composto por 21 crianças, com visão normal e idade média de 34 meses (dp= 26,8). Esses grupos foram submetidos a aplicação do QFVI, e em seguida as avaliações de medida de AV através do teste de Cartões de Acuidade de Teller (CAT), e VC pelo programa Cambridge Colour Test para crianças (CCT Kids). O resultado da aplicação do QFVI, para os grupos de crianças menores de 3 anos, comparados entre os GE e GC, mostrou diferenças significantes entre os seguintes domínios: Saúde Geral da visão (F=24,07 e p<0,001); Competência (F=73,00 e p<0,001); Personalidade (F=10,21 e p=0,010); Impacto Familiar (F=35,30 e p<0,001); Total da qualidade de vida (F=64,06 e p<0,001). No teste de AV pelo CAT, nos grupos de crianças menores de 3 anos, comparados entre os GE e GC, foram observadas diferenças entre: AV de olho direito (OD) (F=12,86 e p<0,001); AV de olho esquerdo (OE) (F=11,09 e p<0,001); AV de ambos os olhos (AO) (F=16,27 e p<0,001). Estas diferenças mostram uma pior pontuação para o GE. Na VC medidos pelo CCT kids, os dados coletados nos grupos de crianças menores de 3 anos, comparados entre os GE e GC, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas para os grupos Protan, Tritan, e Deutan para AO. Na aplicação do QFVI, os dados coletados nos grupos de crianças maiores de 3 anos, comparados entre os GE e GC, foram observadas diferenças entre os seguintes domínios: Saúde Geral da visão (F=10,00 e p<0,001); Competência (F=7,03 e p=0,030); Personalidade (F=6,48 e p=0,010); Total da qualidade de vida (F=11,39 e p=0,010). Estas diferenças mostram uma pior pontuação para o GE. No teste de AV pelo CAT, os dados coletados nos grupos de crianças maiores de 3 anos, comparados entre os GE e GC, foram observadas diferenças entre: AV de OD (F=19,25 e p<0,001); AV de OE (F=25,99 e p<0,001); AV de AO (F=15,45 e p<0,001). Estas diferenças mostram uma pior pontuação para o GE. No teste de VC pelo CCT kids, os dados coletados nos grupos de crianças maiores de 3 anos, comparados entre os GE e GC, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas para os grupos Protan, Tritan, e ou Deutan. Para o GE, de crianças menores de 3 anos, a correlação negativa entre as funções visuais e o QFVI, está presente entre as seguintes variáveis: Saúde geral da visão e competência. Já para as crianças maiores de 3 anos: Saúde geral da visão, competência, impacto familiar e total da qualidade de vida. Nós concluímos que existem diferenças estatisticamente significativas quando comparados os GE e GC para as funções de acuidade visual e discriminação de cromaticidade, evidenciando a correlação no uso do QFVI e as funções de AV e VC / The Children\'s Visual Function Questionnaire (CVFQ) is an instrument to measure the impact of visual impairment in children and their families. It can be used as a research tool to verify the effectiveness of treatment, therapy and different methods for the visual stimulation and rehabilitation. The aim of this study is to describe the relationship between General Health, General Vision Health, Personality, Family Impact and Treatment subscales of the CVFQ, and psychophysical measures of visual acuity (VA) and chromaticity discrimination (CV). This prospective, cross-sectional study was conducted at the Sensory Psychophysiology Laboratory - University of São Paulo in partnership with the Ambulatory of Visual Stimulation in Sector of Low Vision and Visual Rehabilitation - Federal University of São Paulo. The children who participated in this study were divided into two groups: study group (SG) composed of 32 children with a diagnosis of visual impairment, mean age of 30 months (sd = 22.3); Control group (CG) consisted of 21 children with normal vision and mean age of 34 months (sd = 26.8). Both groups underwent the application of CVFQ, were tested for VA using the Teller Acuity Cards (TAC) test, and CV by the Cambridge Colour Test program for children (Kids CCT). The result of applying the CVFQ to groups of children under three years, when comparing SG and CG, showed significant differences in the following subscales: General Vision Health (F = 24.07, p <0.001); Competence (F = 73.00, p <0.001); Personality (F = 10.21, p = 0.010); Family Impact (F = 35.30, p <0.001); Total quality of life (F = 64.06, p <0.001). In the VA test by the TAC in groups of children under three years, comparing SG with CG, differences were observed in VA right eye (RE) (F = 12.86, p <0.001); VA left eye (LE) (F = 11.09, p <0.001); VA both eyes (BE) (F = 16.27, p <0.001). These differences show a worse score for the SG. In the CV measured by Kids CCT, the data collected in groups of children under three years, comparing SG and CG, no statistically significant differences for protan, tritan and deutan groups were observed for BE. In applying the CVFQ, the data collected from groups of children over three years, comparing SG and CG, differences were observed in the following subscales: General Vision Health (F = 10.00, p <0.001); Competence (F = 7.03, p = 0.030); Personality (F = 6.48, p = 0.010); Total quality of life (F = 11.39, p = 0.010). These differences show a worse score for the SG. In the VA test by the TAC, the data collected in groups of children over three years, comparing SG and CG, differences were observed in: VA RE (F = 19.25, p <0.001); VA LE (F = 25.99, p <0.001); VA BE (F = 15.45, p <0.001). These differences show worse score for the SG. In the CV by Kids CCT, the data collected in groups of children over three years, comparing SG and CG, no statistically significant differences for protan, tritan and deutan groups were observed. For the SG, children under three years, a negative correlation between the visual functions and the CVFQ was present for the following variables: General Vision Health and Competence, while for children over three years, correlations were found for General Vision Health, Competence, Family Impact and General Quality of Life. We conclude that there are statistically significant differences when comparing the SG with the CG for the visual function of VA and CV, and we also demonstrated the sensitivity in the use of CVFQ in reflect VA and CV impairments

Cada vez mais observa-se a inserção de novas tecnologias em salas de aulas. Com o auxílio de políticas publicas, computadores ligados a internet tem estado presentes nas classes nos mais longinquos lugares do nosso país. Isto tem proporcionado que o conhecimento chegue de forma mais ampla e irrestrita a todas as crianças em fase de desenvolvimento. Na ultima decada, além de microcomputadores, tem-se observado a presença, em salas de aulas, de Ipads, celulares, cujos proprietários são os próprios alunos e até mesmo lousa eletrônica em escolas com poder aquisitivo maior. Aliado a isto, nota-se também a inserção de kits robóticos que tem motivado muito os alunos no aprendizado de raciocínio lógico e de programação, pois, eles experimentam o conceito: \"aprender por meio do fazer\". O uso de todas estas tecnologias tem como objetivo principal cativar a atenção dos alunos, incentivar a pesquisa e o aprendizado interativo, uma vez que o ensino antes expositivo dá lugar ao ensino interativo, isto é, que conta com a participação mais ativa do estudante. Nesta direção, esta dissertação de Mestrado traz uma inovação no sentido que está sendo proposto um sistema que permite que um robô humanoide seja inserido em salas de aulas. Trata-se de um protótipo que permite que o robô reconheça figuras geométricas planas, que pode ser estendido para outros tipos de conteúdos. O objetivo é a integração de um sistema de visão computacional em um ambiente de controle de um robô humanoide para torná-lo capaz de reconhecer figuras geométricas planas, para ser utilizada como uma ferramenta de ensino. Este sistema de visão é baseado em técnicas de Atenção Visual e utiliza uma rede neural LEGION para segmentar os objetos mais salientes da imagem e uma rede neural do tipo Multicamadas (MLP), para realizar a classificação desses objetos. Graças a este sistema de visão, o robô consegue discernir figuras sobrepostas independente do ambiente real no qual esteja inserido. Para avaliar o desempenho do sistema proposto, algumas aplicações foram desenvolvidas que envolveram a participação de crianças interagindo com o robô no reconhecimento de figuras geométricas. Embora sejam necessários uma maior numero de experimentos, os resultados obtidos indicam que o sistema proposto apresenta-se como uma ferramenta alternativa, promissora e interessante, tendo sida muito bem recebida por parte dos alunos e professores. / Increasingly there has been the introduction of new technologies in the classroom. With the help of public policies, computers connected to the internet has been used in the classes in the far reaches of our country. This has provided the knowledge reachs broader and unrestricted way to all children under development. In the last decade, besides computers, has been seen the presence in classrooms of Ipads, smart phones, owned by the students themselves and even electronic whiteboard in schools with higher purchasing power. Added to this, there is also the inclusion of robotic kits that has motivated much students in learning logical reasoning and programming, as they experience the concept: \"learning through doing\". The use of all these technologies aims to captivate the attention of students, encourage research and interactive learning, since the school, before exhibition, gives way to interactive teaching, that is, who has the most active student participation. In this direction, this Masters thesis brings an innovation in the sense that is being proposed a system that allows a robot humanoid is inserted into classrooms. It is a prototype that allows the robot to recognize planar geometric figures, which can be extended to other types of content. The goal is the integration of a computer vision system in a control a humanoid robot environment to make it able to recognize This has provided the knowledge gets broader and unrestricted way all children under development geometric figures, to be used as a teaching tool. This vision system is based on Visual Attention techniques and uses a neural network LEGION to target the salient objects image and a Multilayer (MLP) neural network, to perform the classification of these objects. Thanks to the vision system, the robot can distinguish independent of the actual environment in which overlapping figures is inserted. To evaluate the performance of the proposed system, some applications were developed that involved the participation of children interacting with the robot in the recognition of geometric figures. Although a larger number of experiments are needed, the results indicate that the proposed system is presented as an alternative tool, promising and interesting, and it was very well received by students and teachers.

Apesar da popularidade das câmeras onidirecionais aplicadas à robótica móvel e da importância do reconhecimento de objetos no universo mais amplo da robótica e da visão computacional, é difícil encontrar trabalhos que relacionem ambos na literatura especializada. Este trabalho visa avaliar um método para classificação de objetos em imagens onidirecionais, analisando sua eficácia e eficiência para ser aplicado em tarefas de auto-localização e mapeamento de ambientes feitas por robôs moveis. Tal método é construído a partir de um classificador de objetos, implementado através de máquinas de suporte vetorial, estendidas para a utilização de Aprendizagem de Múltiplos Núcleos. Também na construção deste método, uma etapa de retificação é aplicada às imagens onidirecionais, de modo a aproximá-las das imagens convencionais, às quais o classificador utilizado já demonstrou bons resultados. A abordagem de Múltiplos Núcleos se faz necessária para possibilitar a aplicação de três tipos distintos de detectores de características em imagens, ponderando, para cada classe, a importância de cada uma das características em sua descrição. Resultados experimentais atestam a viabilidade de tal proposta. / Despite the popularity of omnidirectional cameras used in mobile robotics, and the importance of object recognition in the broader universe of robotics and computer vision, it is difficult to find works that relate both in the literature. This work aims at performing the evaluation of a method for object classification in omnidirectional images, evaluating its effectiveness and efficience considering its application to tasks of self-localization and environment mapping made by mobile robots. The method is based on a multiple kernel learning extended support vector machine object classifier. Furthermore, an unwrapping step is applied to omnidirectional images, to make them similar to perspective images, to which the classifier used has already shown good results. The Multiple Kernels approach is necessary to allow the use of three distinct types of feature detectors in omnidirectional images by considering, for each class, the importance of each feature in the description. Experimental results demonstrate the feasibility of such a proposal.

O ponto fundamental desta tese é a comprovação de que os mitos e arquétipos presentes na obra em prosa de Mário de Sá-Carneiro auxiliam na formação de uma visão de mundo do autor. Mitos e arquétipos representam motivos, elementos temáticos fundamentais que aparecem e se repetem nos textos literários ao longo do tempo e revelam metaforicamente um conjunto de valores. Cada autor tem a sua mitologia particular, ou seja, mesmo que a criação literária seja feita pelo desejo consciente do artista de construir o seu texto, esses elementos temáticos aparecem em sua obra, tenha ele consciência disso ou não. Então, fez-se um levantamento dos principais mitos e arquétipos presentes na obra em prosa de Mário de Sá-Carneiro, depreendendo-se os valores ideológicos, éticos e estéticos que eles representam, para assim mostrar que eles auxiliam na sua visão de mundo. Os principais mitos encontrados foram o de Eros e Thanatos, de Salomé, da busca, e o da criação. Os arquétipos fundamentais são o do fidalgo simbolista assim nomeado dentro desta tese, a partir do arquétipo identificado por Edmund Wilson, em sua obra O Castelo de Axel e o da femme fatale. A partir de então, percebeu-se que estes elementos temáticos supracitados revelam alguns valores fundamentais para o autor, forjando uma visão de mundo que se caracteriza por alguns pontos basilares. Um deles é a insatisfação com a realidade, que se tenta resolver com a criação de uma arte tida como genial e superior. Esse sentimento de descontentamento é fruto também do fato de o artista moderno não se adaptar ao mundo de sua época, por isso seu refúgio na arte (que muitas vezes descamba para a estetização da vida), e em uma espécie de dandismo heróico. Isso dá um tom trágico e grandioso à existência desse indivíduo, considerado superior aos demais. Outro ponto importante da visão de mundo de Sá-Carneiro é a noção de que o amor só se resolve na morte. A causa central disso é uma concepção dicotômica da mulher tida ou como femme fatale ou burguesa ingênua , que impede a concretização de um relacionamento maduro e saudável. / The fundamental point of this thesis is the corroboration that the myths and the archetypes of the works of Mário de Sá-Carneiro assist in the formation of his vision of the world. Myths and archetypes represent motifs, thematic elements that appear many times in universal Literature and can reveal a set of values in a metaphoric way. Each writer has his own mythology, and even the literary creation is made in a conscious way, these thematic elements appear in his work, even he doesn´t know that. Then, this thesis made a research of the main myths and archetypes that is relevant in the literary works of Mário de Sá-Carneiro, perceiving the ideological, ethical and aesthetic values that they represent, in order to show how they assist in his set of values. The main myths that were found are Eros e Thanatos, Salomé, the quest and the creation. The main archetypes found were symbolist noble that are named this way from the archetype found by Edmund Wilson, in his work Axel´s Castle and the femme fatale. These thematic elements reveal some author´s essential values, forging his vision of the world, which is characterized for some basic points. One of them, is the sentiment of dissatisfaction with the reality, and the artist tries to solve it with the creation of some superior and brilliant form of art. This feeling of dissatisfaction is also cause by the fact that the modern artist is not well adapted in his own world, because of that he escapes to the art (that in many cases leads to a kind of stylization of life), and to a form of heroic dandyism. All of this gives a tragic and magnificent tone to this individual´s existence, which is considered superior among the others. Another important point in Mário de Sá-Carneiro´s vision of the world is the idea that love can only be resolved by death. It is caused by a dichotomy in the vision of the woman that is considered as a femme fatale or a naïve bourgeois woman that hinders a mature and healthy relationship.

Este trabalho objetiva a implementação de um sistema de rastreamento de alvo para aplicações em robótica móvel, utilizando como sensor principal uma câmera tipo Charge-Coupled Device (CCD). Uma abordagem adaptativa é utilizada para compensar as variações de iluminação no ambiente. Esta adaptação: 1) usa o método de retroprojeção de histogramas para rastreamento do alvo; 2) gera uma distribuição de probabilidade gaussiana que representa o histograma de cores do alvo; 3) atualiza em tempo real os parâmetros (média e covariância) do histograma. Como contribuição deste trabalho, propõe-se a determinação do nível de filtragem do ruído, adaptando-se ao modelo do alvo a cada imagem capturada. Este procedimento foi incorporado à determinação dos pixels com intensidades de cores mais próximas das do alvo. Uma vez que a determinação da posição relativa entre o robô e o alvo depende de imagens ruidosas, um procedimento de estimação, denominada sistema grey, é empregado para suavizar o controle. Efetivamente, o que esta abordagem faz é estimar a dinâmica relativa entre o robô e o alvo, no que se refere a distância e orientação. Para reduzir o erro de distância entre o robô e o alvo, fez-se uso de um controlador fuzzy com duas entradas e uma saída, para controle de velocidade linear e angular. Este controlador é denominado de fuzzy look-ahead, uma vez que recebe como entrada as predições dos erros de posição. O sistema de rastreamento de alvo móvel foi implementado em simulação, utilizando o Matlab 6.1, obtendo-se bons resultados com imagens e trajetórias simuladas. Para os experimentos em tempo real, foram desenvolvidas bibliotecas gráficas em C++Builder 5.0, onde imagens capturadas pelo robô móvel Magellan-ISR são transferidas pela rede via TCP/IP para um Personal Computer (PC) remoto. Após a verificação da robustez dos módulos de detecção do alvo através do sistema de visão, da estimação/predição da posição do alvo e do controlador fuzzy, fez-se a integração dos mesmos para aplicação em tempo real. Esta integração foi implantada no computador de bordo do robô móvel Magellan-ISR. Dos resultados obtidos, a robustez do sistema pode ser verificada em diversos ambientes e sob diferentes condições.

This work proposes and compares three algorithms for vehicle detection, composed of two main stages, preprocess and process. The first will proceed with the selection of the region of interest (ROI) and the background learning phase. The ROI is a narrow and transversal-to-lane rectangular area wherein detection is achieved, its dimensions provides low processing workload. The learning, named as progressive background training (PBT), is compounded of three consecutive and nonoverlapping steps that will produce the necessary parameters for the next stage. PBT is accomplished fully automatically, expect for requiring the manual specification of the three subset of training images, one for each training step. These steps relate to find, respectively, the gray-level lane limits (GLLL), the intensity edge threshold (IET) and the normalized chromaticity distortion threshold (NCDT). The first supposes that, in normal traffic conditions, most of the input images are of lane and uses this to select the first subset of sample-frames and build two intensity histograms; a statistical operator is used for the automatic threshold selection (ATS) and further lane intensity interval definition. The second step uses GLLL interval to fulfill the automatic sample selection (ASSEL) of the second input of images subset and build a bi-modal histogram of gradient magnitude wherein two unsupervised, non-parametric and non-context automatic threshold selection (ATS) methods are used to find the intensity edge threshold. One maximizes a cost function related to conditional entropy and the other maximizes the between-classes variance. The last step, NCDT, uses the former step threshold output to perform edge detection and use it as ASSEL and select the frames to model the statistics of the background and construct the histogram of the normalized chroma distortion. An ATS carries out a search into this histogram until find a predefined detection rate and find the NCDT. The second stage, named foreground detection (FD), has two main steps and uses all the thresholds and background statistical parameters computed in the previous stage. The first step relates to the generation of the ROI masks. These masks are binary and maps the state of each ROIs pixels features, as gray-level region position, edge-pixel and normalized chroma distortion. This amount of data is used in the next step of FD to perform the decision process and yield the desired vehicle detection output. A Fathy and Siyal (F&S) approach was taken as the groundwork to the three following resulting developments of this thesis: the MF&S is a modified version of F&S specially regarding to the learning phase, it is robust to lighting changes and shadow, but not to the interface of lane and shadow; the gradient magnitude aiding (GMA) approach is a special case of the previous yielding the same performance of MF&S when it is with its best tuning; and chroma and gradient magnitude aiding (CGMA) approach, fuses the former with gray-level and color information resulting on shadow and lane interface robustness. It is also shown how vehicle detection outputs can be used to compute basic traffic parameters such as vehicle count, traffic flow, occupancy and link travel time. Performance is verified by two further defined indexes, the detection and false alarm rates. Both optimal values respectively relate to the low probability to misclassify a vehicle and incorrectly classify lane as vehicle. Results show that CGMA reduce false alarms while maintaining the detection rate in comparison with GMA and MF&S algorithms.

No presente trabalho apresenta-se o estudo de duas diferentes abordagens relacionadas à utilização de sensores visuais na robótica móvel. Na primeira delas as imagens são usadas para fornecer parâmetros que permitam determinar a postura do próprio veículo durante o rastreamento de uma trajetória preestabelecida. Na segunda abordagem, os parâmetros fornecidos pelo processamento das imagens permitem calcular dados sobre a posição relativa entre o objeto imageado e o robô com o objetivo de seguir alvos móveis. No caso do rastreamento de trajetória, utiliza-se a lei de controle cinemático proposta em [