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    Análise comparativa de detectores e descritores de características locais em imagens no âmbito do problema de autocalibração de câmeras.
    (2016) Brito, Darlan Nunes de; Pádua, Flávio Luis Cardeal; Lopes, Aldo Peres Campos e; Dalip, Daniel Hasan
    Este trabalho apresenta uma análise comparativa de diferentes métodos do estado da arte para detecção e descrição de características locais em imagens, com o objetivo de solucionar de forma robusta e eficiente o problema de autocalibração de câmeras. Para atingir esse objetivo, é essencial a utilização de métodos detectores e descritores eficazes, uma vez que a correspondência robusta de características em um conjunto de imagens sucessivas sujeitas a uma ampla variedade de distorções afins e mudanças no ponto de vista 3D da cena, é crucial para a exatidão dos cálculos dos parâmetros da câmera. Muito embora diversos detectores e descritores têm sido propostos na literatura, seus impactos no processo de autocalibração de câmeras não foram ainda devidamente estudados. Nesse trabalho de análise comparativa, utilizam-se como critérios de qualidade da autocalibração os erros: epipolar, de reprojeção e reconstrução, bem como os tempos de execução dos métodos. Os resultados experimentais demonstram que detectores e descritores binários de características (ORB, BRISK e FREAK) e de ponto flutuante (SIFT e SURF) apresentam erros de reprojeção e reconstrução equivalentes. Considerando-se, porém, o menor custo computacional dos métodos binários, recomenda-se, fortemente, o uso destes em soluções de problemas de autocalibração de câmeras.
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    Contributions of mathematical modelling for learning differential equations in the remote teaching context.
    (2022) Lopes, Aldo Peres Campos e; Reis, Frederico da Silva
    Background: The study of the use of Mathematical Modeling as a pedagogical alternative has been an emerging research topic and it is directly linked to the importance of improving the teaching and learning of Mathematics and the development of skills. However, few researches in Mathematics Education have been dedicated to investigating the use of Modeling in the Differential Equations course and in the pandemic context. Objectives: Identify and analyse the possible contributions of mathematical modelling activities, in the aspects related to learning and the development of criticality in Engineering students. Design: The research is qualitative in its methodological assumptions, designed from the development, execution, and assessment of four mathematical modelling activities involving 1st and 2nd order ordinary differential equations. Setting and participants: The activities were carried out with 117 undergrad students from nine Engineering degrees at a federal university in the countryside of the state of Minas Gerais (Brazil), enrolled in the Differential Equations I course, in the 1st semester of 2020. Data collection and analysis: Data were collected through the activities carried out, the recording of classes taught remotely, and assessment questionnaires, being analysed through a categorisation made from the confrontation with the theoretical framework that underpinned the research. Results: The results allow us to state that the mathematical modelling activities carried out are rich opportunities for students’ motivation and learning, allowing for a differentiated exploration of the applications of the mathematical contents involved, contributing to a critical interpretation of reality, albeit in an incipient way. Conclusions: Based on the research carried out, we can conclude by highlighting the importance of current and future research in mathematics education in higher education, pointing to a teaching of differential equations that breaks with the traditional model of formula tables and methods of resolution.
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    Uma experiência de modelagem matemática no ensino remoto de equações diferenciais para cursos de engenharia.
    (2020) Lopes, Aldo Peres Campos e; Reis, Frederico da Silva; Reis, Frederico da Silva; Araújo, Jussara de Loiola; Martins, Eder Marinho; Torisu, Edmilson Minoru
    O presente trabalho visa identificar e analisar as possíveis contribuições de atividades de Modelagem Matemática com Equações Diferenciais, nos aspectos referentes à aprendizagem e ao desenvolvimento da criticidade em alunos de Engenharia. Para tanto, a fundamentação teórica apoia-se em estudos sobre diversas concepções de Modelagem Matemática, destacadamente a abordagem defendida por Bassanezzi e Ferreira (1998) e concebida na perspectiva educacional por Biembengut (2016). A pesquisa foi realizada sob uma abordagem qualitativa e os dados analisados foram obtidos por meio de atividades propostas aos estudantes, questionários e observação das aulas de Equações Diferenciais, ministradas de forma remota em uma universidade federal do interior de Minas Gerais, durante uma crise mundial de saúde pública, a pandemia devido ao novo coronavírus. Os resultados possibilitam afirmar que as atividades de Modelagem Matemática conduzidas configuram ricas oportunidades de motivação por parte dos alunos participantes, permitindo uma exploração diferenciada das aplicações dos conteúdos matemáticos envolvidos e colaboraram para uma interpretação crítica da realidade, ainda que de forma incipiente. O produto educacional fruto deste trabalho é um material didático direcionado a professores de Equações Diferenciais que apresenta roteiros e considerações para o desenvolvimento de atividades de Modelagem Matemática envolvendo Equações Diferenciais Ordinárias de 1ª e de 2ª ordem.
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    Remote teaching of differential equations for engineering : modeling the spread of an epidemic.
    (2022) Lopes, Aldo Peres Campos e; Reis, Frederico da Silva
    OBJECTIVE: To investigate the possible contributions of mathematical modeling remote activities—due to the restrictions imposed by the COVID-19 pandemic—to learn differential equations. METHODS: The qualitative research was conducted with 117 students from 9 engineering programs at a federal university located in the state of Minas Gerais, Brazil, enrolled in the class Differential Equations I, in the first term of 2020. As for research methodology, mathematical modeling activities were planned from themes involving first and second order ordinary differential equations. These were developed and recorded on Google Meet and were subsequently evaluated by the participating students through a questionnaire. RESULTS: Results allowed us to indicate that the activities of the remote class shaped rich opportunities for students’ motivation, allowed a unique exploration regarding the application of mathematical content related to first and second order ordinary differential equations, especially an activity which demanded modeling the spread of an epidemic, and also fostered a critical, albeit incipient, interpretation of reality. In addition, the results section sheds light on the challenges presented to students both in the academic context, from the institutional imposition of remote education, and in the social context, from the conditions prescribed by the pandemic that revealed massive socioeconomic differences among students. CONCLUDING REMARKS: The conclusions point to the importance of reflecting on the possible implications of the (post)pandemic context for the paths of current research in mathematics education, especially in Higher Education.
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    Using geometric interval algebra modeling for improved three-dimensional camera calibration.
    (2019) Brito, Darlan Nunes de; Pádua, Flávio Luis Cardeal; Lopes, Aldo Peres Campos e
    This paper addresses the problem of estimating camera calibration parameters by using a novel method based on interval algebra. Unlike existing solutions, which usually apply real algebra, our method is capable of obtaining highly accurate parameters even in scenarios where the input data for camera calibration are severely corrupted by noise or no artificial calibration target can be introduced on the scene. We introduce some key concepts regarding the usage of interval algebra on projective space, which might be used by other computer vision methods. To demonstrate the robustness and effectiveness of our method, we present results for camera calibration with varying levels of noise on the input data of a world coordinate frame (standard deviation of up to 0.5 m) and their corresponding projections onto an image plane (standard deviation of up to 10 pixels), which are significantly larger than noise levels considered by state-of-the-art methods.
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    Vamos viajar? : uma abordagem da aprendizagem baseada em problemas no cálculo diferencial e integral com alunos de engenharia.
    (2019) Lopes, Aldo Peres Campos e; Reis, Frederico da Silva
    A disciplina de Cálculo Diferencial e Integral I tem sido responsável por altos índices de reprovação e evasão. Assim, é importante refletir acerca do ensino e da aprendizagem de conceitos do Cálculo. Uma abordagem possível para essa disciplina é por meio da metodologia ativa Aprendizagem Baseada em Problemas – ABP (em inglês, Problem-Based Learning – PBL). Entretanto, há poucas pesquisas envolvendo essa metodologia e sua utilização em disciplinas de Cálculo Diferencial e Integral. Neste trabalho, por meio de investigação da própria prática, utilizamos a ABP em turmas de Engenharia, objetivando responder à seguinte questão: Quais são as potencialidades do uso da ABP no ensino de derivadas na disciplina de Cálculo Diferencial e Integral I, possibilitando a resolução de problemas reais? Os problemas escolhidos envolveram otimização e aplicações de derivadas. Constatamos que o uso da ABP possui aspectos positivos como uma potencialização da atenção e do interesse por parte dos estudantes, a viabilização de uma interação significativa com os colegas, além do aumento da percepção da necessidade de estudos e pesquisas para se resolver um problema real. Algumas situações inusitadas ocorreram, tais como a resolução de um problema de maneiras diferentes da tradicionalmente prevista, as dificuldades relacionadas à compreensão dos problemas, bem como confusão e erros no uso de conteúdos prévios. Houve uma maior motivação e um engajamento da maioria dos estudantes em relação a uma aula tradicional e, embora tenham apresentado dificuldades, eles conseguiram associar a teoria com a prática. Por meio da inserção de problemas motivadores, determinados obstáculos ligados à aprendizagem de Cálculo podem ser atenuados / superados.