Mapeamento robótico 2,5-D com representação em grade de ocupação-elevação

This work introduces a new method for environment mapping with three-dimensional information from visual information for robotic accurate navigation. Many approaches of 3D mapping using occupancy grid typically requires high computacional effort to both build and store the map. We introduce an 2.5-D occupancy-elevation grid mapping, which is a discrete mapping approach, where each cell stores the occupancy probability, the height of the terrain at current place in the environment and the variance of this height. This 2.5-dimensional representation allows that a mobile robot to know whether a place in the environment is occupied by an obstacle and the height of this obstacle, thus, it can decide if is possible to traverse the obstacle. Sensorial informations necessary to construct the map is provided by a stereo vision system, which has been modeled with a robust probabilistic approach, considering the noise present in the stereo processing. The resulting maps favors the execution of tasks like decision making in the autonomous navigation, exploration, localization and path planning. Experiments carried out with a real mobile robots demonstrates that this proposed approach yields useful maps for robot autonomous navigation

Taxa de ocupação da jaguatirica (Leopardus pardalis) e segregação espacial e temporal de felídeos na região norte e nordeste do Estado de São Paulo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Distribuição e conservação de Lonchophylla bokermanni Sazima, Vizotto & Taddei 1978 (CHIROPTERA: Phyllostomidae)

Lonchophylla bokermanniSazima, Vizotto & Taddei, 1978 é uma espécie de morcego nectarívoro de médio porte endêmica do sudeste brasileiro. Pouco se sabe sobre sua biologia e distribuição geográfica, e por isso mesmo é classificada pela União para Conservação da Natureza (IUCN) como Deficiente de Dados. Está, no entanto, na lista brasileira da fauna ameaçada de extinção, sendo considerada Vulnerável por apresentar distribuição restrita, populações pequenas e isoladas, e estar vivenciando uma rápida destruição de seus habitats.Uma das mais importantes lacunas no conhecimento sobre L. bokermanni é o seu padrão de distribuição geográfica. Esta espécie possui uma distribuição disjunta, com uma forma na porção interior de sua distribuição, restrita aos arredores de sua localidade tipo, e uma forma com uma distribuição mais ampla, entre a Serra do Mar e o litoral. Existe a possibilidade de que a forma costeira possa corresponder a uma espécie ainda não descrita, visto que possui antebraços menores e algumas medidas cranianasdiferentes em relação a forma do interior.Nesta dissertação procuro gerar dados quantitativos mínimos necessários para determinar o status de conservação de L. bokermanni segundo os critérios da IUCN. Tendo em vista as incertezas taxonômicas, sempre que possível as análises foram feitas com três conjuntos de dados: i) todos os registros de ocorrência, assumindo que representam uma única espécie, ii) apenas com os dados da forma do interior, assumindo que representam L. bokermanni, e iii) apenas com os dados da forma costeira, assumindo que representam uma nova espécie. No primeiro capítulo foram identificadas áreas prioritárias para a busca de novas populações de L. bokermanni Essas áreas apresentam as condições climáticas e altitudinais típicas para a espécie, mantêm sua cobertura florestal, têm poucos inventários de quirópteros e estão fora da área de distribuição conhecida da espécie. O capítulo também apresenta o resultado da busca em campo por novas populações da espécie em três destas áreas prioritárias, ao sul da distribuição conhecida. No segundo capítulo a probabilidade de detecção e ocupação de Lonchophylla bokermanni foi modelada em escala regional e local, utilizando covariáveis ambientais e metodológicas que podem explicar os padrões encontrados. O grau de incerteza na distribuição conhecida da espécie foi avaliado, e estimou-se o esforço mínimo necessário para termos confiançana ausência da espécie em uma localidade. No terceiro capítulo a informação apresentada nos capítulos anteriores foi utilizada para determinar o status de conservação de L. bokermanni (segundo o critério de Extensão de Ocorrência da IUCN), discutir o estado atual de conhecimento sobre a espécie e as consequências de possíveis mudanças taxonômicas para seu status de conservação.

O sagui-da-serra-escuro (Callithrix aurita) e os saguis invasores no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, RJ, Brasil: distribuição espacial e estratégias de conservação

O sagui-da-serra-escuro (Callithrix aurita) (É.Geoffroy, 1812) é uma espécie endêmica da Mata Atlântica e ameaçada de extinção, considerada em perigo. Callithrix jacchus e C. penicillata são espécies invasoras no Estado do Rio de Janeiro, que competem com C. aurita pelos mesmos recursos, além de formarem híbridos. Nesse contexto, avaliamos a distribuição espacial das espécies de saguis (nativa e invasoras) no interior e entorno do Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO), RJ, Brasil, através do método de playback, entrevistas, e a modelagem de ocupação e detecção. Além disso, comparamos os dados de distribuição atual com os registros de ocorrência anteriores a esse estudo. Os resultados mostraram que a população de saguis nativos e invasores presentes no interior no parque possuem probabilidade de ocupação (0,20 e 0,22), detecção (0,22 e 0,26) e abundância (12,65 e 13,68 grupos) semelhantes. A ocupação de C. aurita está relacionada às áreas do parque mais afastadas da estrada e com menor interferência humana, provavelmente pelo efeito da elevada altitude nessas regiões. Enquanto que a ocupação dos saguis invasores está relacionada à proximidade dos limites do parque e a maior interferência humana, tanto em maiores altitudes quanto em menores. Registramos o processo de hibridação entre saguis nativos e invasores, e a formação de grupos mistos entre eles, em diversos pontos da região de Petrópolis, inclusive no interior do parque, evidenciando as consequências do processo de invasão. Concluímos que a população de Callithrix aurita no PARNASO é pequena, restrita a uma única região do parque, e parte dela possui contato com grupos de saguis invasores, ou está bem próxima deles. As espécies de saguis invasores ocorrem em alguns locais no interior do parque e por todo o seu entorno. Portanto, há uma pressão dos saguis invasores em direção ao interior do PARNASO. Diante deste processo de extinção local de uma espécie endêmica, ameaçada de extinção, e com uma restrita distribuição geográfica, alertamos para a urgente necessidade de iniciar um eficiente programa de manejo das espécies de saguis invasores, juntamente com a reintrodução de grupos de Callithrix aurita.

Comunidade de mamíferos de médio e grande porte em um mosaico de fitofisionomias na Mata Atlântica no estado do Espírito Santo, Brasil

A Mata Atlântica é considerada como um dos cinco hotspots mais diversos, sendo um conjunto complexo de ecossistemas que abriga uma parcela significativa da diversidade biológica do Brasil. O Estado do Espírito Santo, localizado na região Sudeste, possuía quase 90% de sua superfície coberta por Mata Atlântica, entretanto com o processo de colonização portuguesa, ocupação do território e industrialização, restou apenas 8% da cobertura florestal original. Com toda a informação existente acerca das espécies neotropicais de mamíferos de médio e grande porte ainda há muitas lacunas no nosso conhecimento. Nesse sentido, esta dissertação foi desenvolvida em quatro capítulos com o objetivo de realizar um levantamento de dados de riqueza, composição, abundância, densidade populacional, período de atividade, distribuição e uso do hábitat por espécies de mamíferos de médio e grande porte, da Reserva Natural Vale (RNV), norte do Espírito Santo. Espera-se que as informações aqui geradas possam contribuir com o incremento no conhecimento da ecologia dos mamíferos neotropicais, bem como fornecer informações desse grupo para subsidiar as políticas e ações ambientais que visem à conservação da biodiversidade. Para este estudo foi realizado amostragens mensais no período de abril de 2013 até junho de 2014 na RNV, através de armadilhamento fotográfico (39 armadilhas fotográficas) e também transecções lineares Os registros obtidos nas39 armadilhas fotográficas resultaram em um total de 7.020 dias de monitoramento. Foram observadas 23245 fotos de 26 espécies de mamíferos de médio e grande porte. Uma maior riqueza e frequência de registros ocorreram nas armadilhas estabelecidas na região norte da RNV. A distância do recurso hídrico estava positivamente relacionada com a composição de mamíferos e a quantidade de registros de caça no presente estudo teve um efeito marginalmente negativo na frequência de registros nas regiões oeste e sul, onde apresentaram uma maior incidência de caça. Nossos resultados mostram que essas espécies não estão distribuídas uniformemente dentro da reserva, com a ocupação das mesmas tendo sido afetada por quatro principais covariáveis: (1) distância entre árvores; (2) distância da estrada; (3) distância do recurso hídrico mais próximo e (4) densidade de lianas por hectare. A detectabilidade das espécies que são consideradas cinegéticas foi afetada pelo histórico de registros de caça. A maioria das espécies registradas que tiveram uma probabilidade de ocupação alta são raras ou até mesmo localmente extintas em outras áreas de domínio da Mata Atlântica. Adicionalmente nossos dados confirmam que a RNV abriga uma fauna de mamíferos de médio e grande porte rica, incluindo grandes herbívoros, dispersores de sementes e alguns carnívoros. Embora o estudo tenha sido realizado em apenas uma área, vale lembrar que a RNV, juntamente com a ReBio Sooretama, formam o maior bloco de área protegida dentro do estado do Espírito Santo e também um dos maiores blocos de Mata de Tabuleiro. Assim, para a conservação das espécies que habitam a RNV, é preciso considerar não apenas a reserva isolada, mas todo o bloco Linhares-Sooretama, uma vez que estão conectados permitirão o incremento populacional e as trocas genéticas entre as populações. Somente desse modo será aumentada a probabilidade de sobrevivência e manutenção das espécies em longo prazo, das espécies de mamíferos de médio e grande porte

Aquisição e otimização de mapas de navegação usando redes neurais

A capacidade de encontrar e aprender as melhores trajetórias que levam a um determinado objetivo proposto num ambiente e uma característica comum a maioria dos organismos que se movimentam. Dentre outras, essa e uma das capacidades que têm sido bastante estudadas nas ultimas décadas. Uma consequência direta deste estudo e a sua aplicação em sistemas artificiais capazes de se movimentar de maneira inteligente nos mais variados tipos de ambientes. Neste trabalho, realizamos uma abordagem múltipla do problema, onde procuramos estabelecer nexos entre modelos fisiológicos, baseados no conhecimento biológico disponível, e modelos de âmbito mais prático, como aqueles existentes na área da ciência da computação, mais especificamente da robótica. Os modelos estudados foram o aprendizado biológico baseado em células de posição e o método das funções potencias para planejamento de trajetórias. O objetivo nosso era unificar as duas idéias num formalismo de redes neurais. O processo de aprendizado de trajetórias pode ser simplificado e equacionado em um modelo matemático que pode ser utilizado no projeto de sistemas de navegação autônomos. Analisando o modelo de Blum e Abbott para navegação com células de posição, mostramos que o problema pode ser formulado como uma problema de aprendizado não-supervisionado onde a estatística de movimentação no meio passa ser o ingrediente principal. Demonstramos também que a probabilidade de ocupação de um determinado ponto no ambiente pode ser visto como um potencial que tem a propriedade de não apresentar mínimos locais, o que o torna equivalente ao potencial usado em técnicas de robótica como a das funções potencias. Formas de otimização do aprendizado no contexto deste modelo foram investigadas. No âmbito do armazenamento de múltiplos mapas de navegação, mostramos que e possível projetar uma rede neural capaz de armazenar e recuperar mapas navegacionais para diferentes ambientes usando o fato que um mapa de navegação pode ser descrito como o gradiente de uma função harmônica. A grande vantagem desta abordagem e que, apesar do baixo número de sinapses, o desempenho da rede e muito bom. Finalmente, estudamos a forma de um potencial que minimiza o tempo necessário para alcançar um objetivo proposto no ambiente. Para isso propomos o problema de navegação de um robô como sendo uma partícula difundindo em uma superfície potencial com um único ponto de mínimo. O nível de erro deste sistema pode ser modelado como uma temperatura. Os resultados mostram que superfície potencial tem uma estrutura ramificada.

Fractais e Percolação na Recuperação de Petróleo

The complex behavior of a wide variety of phenomena that are of interest to physicists, chemists, and engineers has been quantitatively characterized by using the ideas of fractal and multifractal distributions, which correspond in a unique way to the geometrical shape and dynamical properties of the systems under study. In this thesis we present the Space of Fractals and the methods of Hausdorff-Besicovitch, box-counting and Scaling to calculate the fractal dimension of a set. In this Thesis we investigate also percolation phenomena in multifractal objects that are built in a simple way. The central object of our analysis is a multifractal object that we call Qmf . In these objects the multifractality comes directly from the geometric tiling. We identify some differences between percolation in the proposed multifractals and in a regular lattice. There are basically two sources of these differences. The first is related to the coordination number, c, which changes along the multifractal. The second comes from the way the weight of each cell in the multifractal affects the percolation cluster. We use many samples of finite size lattices and draw the histogram of percolating lattices against site occupation probability p. Depending on a parameter, ρ, characterizing the multifractal and the lattice size, L, the histogram can have two peaks. We observe that the probability of occupation at the percolation threshold, pc, for the multifractal is lower than that for the square lattice. We compute the fractal dimension of the percolating cluster and the critical exponent β. Despite the topological differences, we find that the percolation in a multifractal support is in the same universality class as standard percolation. The area and the number of neighbors of the blocks of Qmf show a non-trivial behavior. A general view of the object Qmf shows an anisotropy. The value of pc is a function of ρ which is related to its anisotropy. We investigate the relation between pc and the average number of neighbors of the blocks as well as the anisotropy of Qmf. In this Thesis we study likewise the distribution of shortest paths in percolation systems at the percolation threshold in two dimensions (2D). We study paths from one given point to multiple other points

Fractais e percolação na recuperação de Petróleo

The complex behavior of a wide variety of phenomena that are of interest to physicists, chemists, and engineers has been quantitatively characterized by using the ideas of fractal and multifractal distributions, which correspond in a unique way to the geometrical shape and dynamical properties of the systems under study. In this thesis we present the Space of Fractals and the methods of Hausdorff-Besicovitch, box-counting and Scaling to calculate the fractal dimension of a set. In this Thesis we investigate also percolation phenomena in multifractal objects that are built in a simple way. The central object of our analysis is a multifractal object that we call Qmf . In these objects the multifractality comes directly from the geometric tiling. We identify some differences between percolation in the proposed multifractals and in a regular lattice. There are basically two sources of these differences. The first is related to the coordination number, c, which changes along the multifractal. The second comes from the way the weight of each cell in the multifractal affects the percolation cluster. We use many samples of finite size lattices and draw the histogram of percolating lattices against site occupation probability p. Depending on a parameter, ρ, characterizing the multifractal and the lattice size, L, the histogram can have two peaks. We observe that the probability of occupation at the percolation threshold, pc, for the multifractal is lower than that for the square lattice. We compute the fractal dimension of the percolating cluster and the critical exponent β. Despite the topological differences, we find that the percolation in a multifractal support is in the same universality class as standard percolation. The area and the number of neighbors of the blocks of Qmf show a non-trivial behavior. A general view of the object Qmf shows an anisotropy. The value of pc is a function of ρ which is related to its anisotropy. We investigate the relation between pc and the average number of neighbors of the blocks as well as the anisotropy of Qmf. In this Thesis we study likewise the distribution of shortest paths in percolation systems at the percolation threshold in two dimensions (2D). We study paths from one given point to multiple other points. In oil recovery terminology, the given single point can be mapped to an injection well (injector) and the multiple other points to production wells (producers). In the previously standard case of one injection well and one production well separated by Euclidean distance r, the distribution of shortest paths l, P(l|r), shows a power-law behavior with exponent gl = 2.14 in 2D. Here we analyze the situation of one injector and an array A of producers. Symmetric arrays of producers lead to one peak in the distribution P(l|A), the probability that the shortest path between the injector and any of the producers is l, while the asymmetric configurations lead to several peaks in the distribution. We analyze configurations in which the injector is outside and inside the set of producers. The peak in P(l|A) for the symmetric arrays decays faster than for the standard case. For very long paths all the studied arrays exhibit a power-law behavior with exponent g ∼= gl.

Pecolação em uma rede multifractal

In this work we present the principal fractals, their caracteristics, properties abd their classification, comparing them to Euclidean Geometry Elements. We show the importance of the Fractal Geometry in the analysis of several elements of our society. We emphasize the importance of an appropriate definition of dimension to these objects, because the definition we presently know doesn t see a satisfactory one. As an instrument to obtain these dimentions we present the Method to count boxes, of Hausdorff- Besicovich and the Scale Method. We also study the Percolation Process in the square lattice, comparing it to percolation in the multifractal subject Qmf, where we observe som differences between these two process. We analize the histogram grafic of the percolating lattices versus the site occupation probability p, and other numerical simulations. And finaly, we show that we can estimate the fractal dimension of the percolation cluster and that the percolatin in a multifractal suport is in the same universality class as standard percolation. We observe that the area of the blocks of Qmf is variable, pc is a function of p which is related to the anisotropy of Qmf

Mapeamento com Sonar Usando Grade de Ocupação baseado em Modelagem Probabilística

In this work, we propose a probabilistic mapping method with the mapped environment represented through a modified occupancy grid. The main idea of the proposed method is to allow a mobile robot to construct in a systematic and incremental way the geometry of the underlying space, obtaining at the end a complete environment map. As a consequence, the robot can move in the environment in a safe way, based on a confidence value of data obtained from its perceptive system. The map is represented in a coherent way, according to its sensory data, being these noisy or not, that comes from exterior and proprioceptive sensors of the robot. Characteristic noise incorporated in the data from these sensors are treated by probabilistic modeling in such a way that their effects can be visible in the final result of the mapping process. The results of performed experiments indicate the viability of the methodology and its applicability in the area of autonomous mobile robotics, thus being an contribution to the field

Avaliação do crescimento de ocupação da bacia do rio Pitimbu com subsídios para estudos de possíveis impactos sobre os recursos hidricos

The Pitimbu River Watershed (PRW), belonging to Potiguar capital metropolitan area, State of Rio Grande do Norte, contributes, among other purposes, to human using and animal watering. This watershed is extremely important because, besides filling up with freshwater approximately 30% of the south part of Natal (South, East and West Zones), contributes to the river shore ecosystem equilibrium. Face to the current conjuncture, this study aims to evaluate the urban development dynamics in the PRW, applying Cellular Automata as a modeling instrument, and to simulate future urban scenarios, between 2014 and 2033, using the simulation program SLEUTH. In the calibration phase, urban spots for 1 984, 1992, 2004 and 2013 years were used, with resolution from 100 meters. After the simulation, it was found a predominance of organic growth, expanding the BHRP from existing urban centers. The spontaneous growth occurred through the fullest extent of the watershed, however the probability of effective growth should not exceed 21%. It was observed that, there was a 68% increase for the period between 2014 and 2033, corresponding to an expansion area of 1,778 ha. For 2033, the source of Pitimbu River area and the Jiqui Lake surroundings will increase more than 78%. Finally, it was seen an exogenous urban growth tendency in the watershed (outside-in). As a result of this growth, hydraulics resources will become scarcer

Estudo para apresentação de projeto de lei que vise à ocupação das fronteiras com lavouras e/ou pecuária, impedindo assim a invasão de estrangeiros no Brasil

Consultoria Legislativa - Área XVII - Segurança Pública e Defesa Nacional.

Seniority e presidência : estudo sobre a relação entre o tempo de permanência nas comissões permanentes da CLDF e a ocupação do cargo de presidente

Analisa o tempo (contados em dias de trabalho) de permanência do parlamentar nas comissões permanentes da Câmara Legislativa do Distrito Federal, e a sua ocupação na presidência, fazendo assim, uma síntese histórica das referidas comissões.

Teoria dialética da cidadania:política e direito na atuação dos movimentos sociais urbanos de ocupação na cidade do Rio de Janeiro

A cidadania é um dos principais temas da atualidade, sendo múltiplos os seus significados. Na perspectiva jurídica prepondera uma visão focada na centralidade do Estado e na titularidade de direitos. O tema-problema central desta pesquisa considera a insuficiência dessa concepção da cidadania. As hipóteses de base afirmam que tal conceito produziu um processo de alienações da cidadania e um fetichismo constitucional; por outro lado, um novo sentido para o conceito pode ser pensado na chave teórico-prática da dialética e da desalienação. A partir do método do materialismo histórico e dialético, de Marx e Engels, constrói-se uma crítica a partir da prática política e social da cidadania na América Latina, que oferece importantes contribuições materiais para se pensar uma nova compreensão desse conceito na atualidade. A interpretação dessa dinâmica é feita por meio do instrumental teórico-metodológico de Antonio Gramsci, identificando-se novos atores políticos e sociais, e diferentes relações entre Estado, sociedade civil e cidadãos. A cidade do Rio de Janeiro é estudada empiricamente, na conjuntura dos mega eventos internacionais, como espaço da prática dinâmica e ampliada da cidadania através dos movimentos sociais urbanos, que adotam a ocupação como estratégia de ação política direta e efetivação de direitos.

Ocupação dos solos em terrenos marginais às lagoas costeiras: mudanças e perspectivas ambientais frente à expansão urbana - o caso da lagoa de Jacarepaguá (Rio de Janeiro)

O objetivo do trabalho é analisar a lagoa de Jacarepaguá e a ocupação no seu entorno de forma multitemporal, contribuindo para o melhor entendimento das atuais condições ambientais da Baixada de Jacarepaguá. A metodologia adotada buscou identificar mudanças físicas do meio a partir 1980 através da elaboração, comparação e análise de mapas de ocupação e uso dos solos relativos aos anos de 1984, 1992, 2001 e 2010, e da identificação da qualidade da água da lagoa de Jacarepaguá, das suas condições de profundidade, tamanho do espelho dágua e de sua relação com a população local. Com isso foi possível retratar formas de integração entre os processos naturais e sociais em um dado espaço-tempo assim como estabelecer tendências futuras desse ambiente. Os resultados mostram que de tempos em tempos há uma refuncionalização do espaço, que se reflete não só na conformação dos terrenos marginais alagadiços mas também nas condições físicas da própria lagoa de Jacarepaguá. Seu espelho dágua vem sendo confinado pelas formas de ocupação nas áreas das bacias fluviais e nos seus terrenos marginais (impermeabilização, aterros e obras de drenagem) fazendo com que haja uma estabilidade relativa na sua dimensão areal e também no volume de suas águas. A lagoa apresenta dados históricos de poluição por esgoto doméstico que têm acelerado suas condições naturais de assoreamento e comprometido à qualidade de suas águas. E mesmo havendo projetos e obras de saneamento para o local, verifica-se que tem havido um aumento da poluição da lagoa principalmente na sua porção oeste, conforme o resultado das análises realizadas com os dados temporais disponíveis de DBO, fósforo, Nitrogênio Kj, OD e salinidade. Isto pode ser explicado pela tendência atual da expansão urbana rumo a essa direção. Constatou-se que apesar de, por algum tempo, os tipos de terreno terem condicionado as formas de ocupação, atualmente o processo se inverteu, sendo a ocupação indutora e recondicionante da estruturação do meio. São apresentadas e caracterizadas diversas formas e respectivos tipos de usos do solo na área. Conclui-se que as condições ambientais da lagoa de Jacarepaguá e suas perspectivas futuras dependem atualmente mais da forma com que a sociedade quer e pretende incorpora-la ao seu ambiente do que da dinâmica natural do sistema físico do qual faz parte.