https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/167526 2026-04-14T01:26:33Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/271775 Scanner 3D com técnica de luz estruturada para reconstrução geométrica de objetos Bronzeri, Bruno Bueno Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação de um sistema de escaneamento tridimensional baseado em luz estruturada por linha de laser, voltado à reconstrução geométrica de objetos a partir de imagens bidimensionais. O sistema combina aquisição sincronizada e modelagem geométrica para a geração de nuvens de pontos e malhas 3D. A abordagem proposta fundamenta-se na calibração precisa dos elementos do sistema e na reconstrução tridimensional por triangulação. Os resultados experimentais demonstram que o sistema é capaz de reconstruir de forma consistente a geometria de diferentes objetos, evidenciando a influência da resolução angular na densidade da nuvem de pontos e na complexidade da malha gerada. A análise dos parâmetros de calibração destaca a importância da estabilidade dos modelos geométricos para a confiabilidade da reconstrução 3D, enquanto as limitações do sistema e possibilidades de aprimoramento são discutidas.; This work presents the development and validation of a three-dimensional scanning system based on line-structured light, aimed at the geometric reconstruction of objects from two-dimensional images. The proposed system combines synchronized data acquisition and geometric modeling to generate point clouds and 3D meshes. The approach is grounded on accurate calibration of the system components and on triangulation-based three-dimensional reconstruction. Experimental results demonstrate that the system is capable of consistently reconstructing the geometry of different objects, highlighting the influence of angular resolution on point cloud density and mesh complexity. Furthermore, the analysis of calibration parameters emphasizes the importance of geometric model stability for reliable 3D reconstruction, while system limitations and directions for future work are discussed. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Engenharia de Controle e Automação. 2026-01-08T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/271736 Desenvolvimento de modelos 3D baseados em segmentação de imagens médicas Theodoro, Felipe Antonio Jacintho Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um algoritmo para a conversão de imagens médicas no formato DICOM em modelos geométricos tridimensionais no formato STL, a partir da segmentação automatizada de órgãos e tecidos. A metodologia empre gada baseou-se em técnicas de processamento digital de imagens, incluindo filtragem e limiarização, com o propósito de isolar regiões de interesse e reduzir artefatos presentes nos exames médicos. As superfícies tridimensionais foram reconstruídas por meio do algoritmo Marching Cubes, amplamente utilizado para a geração de representações volumétricas a partir de dados tridimensionais, e posteriormente exportadas para o formato STL, possi bilitando sua utilização tanto em impressoras 3D quanto em aplicações de visualização e planejamento clínico. A validação do sistema foi realizada a partir de testes com imagens DICOM reais, avaliando-se a fidelidade geométrica das estruturas reconstruídas e a preci são dimensional dos modelos gerados. Os resultados demonstraram que o método proposto é eficiente, acessível e confiável, evidenciando seu potencial de aplicação na integração entre processamento de imagens médicas, modelagem tridimensional e manufatura aditiva, contribuindo para o avanço de soluções tecnológicas voltadas à medicina personalizada e ao planejamento clínico.; This work aimed to develop an algorithm for converting medical images in the DICOM format into three-dimensional geometric models in the STL format, based on the automa ted segmentation of organs and tissues. The proposed methodology relies on digital image processing techniques, including filtering and thresholding, in order to isolate regions of interest and reduce artifacts present in medical examinations. Three-dimensional surfaces were reconstructed using the Marching Cubes algorithm, which is widely employed for generating volumetric representations from three-dimensional data, and subsequently ex ported to the STL format, enabling their use in both 3D printing and clinical visualization and planning applications. System validation was performed using real DICOM images, evaluating the geometric fidelity of the reconstructed structures and the dimensional ac curacy of the generated models. The results demonstrated that the proposed method is efficient, accessible, and reliable, highlighting its potential application in the integration of medical image processing, three-dimensional modeling, and additive manufacturing, thus contributing to the advancement of technologies for personalized medicine and clinical planning. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Engenharia de Controle e Automação. 2025-12-15T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/271694 Análise, modelagem e construção de um protótipo de moto elétrica autoequilibrante Threiss, Gustavo Cézar Gurgel Motocicletas autoequilibrantes representam um desafio significativo na área de controlede sistemas devido à sua natureza instável e pouco estudada. Este trabalho apresenta odesenvolvimento e implementação de técnicas de controle aplicadas a uma motocicletaautoequilibrante em escala reduzida, visando aprofundar o conhecimento teorico com oprático sobre controle aplicado a veículos de duas rodas. O modelo matemático do sistema,que utiliza um giroscópio de momento de controle (CMG) como atuador, foi obtido atravésdas equações de Lagrange e representado no espaço de estados discreto. Foram projetadose comparados três controladores: Regulador Linear Quadrático (LQR), controle por lugardas raízes e alocação de polos no espaço de estados. As técnicas foram simuladas noMATLAB/Simulink considerando condição inicial de um grau de inclinação e especificaçõesde tempo de estabilização inferior a 0.5 segundo. Um protótipo foi construído utilizandoimpressão 3D, componentes eletrônicos (ESP32, MPU6050, motor DC) e implementaçãoem tempo real dos controladores projetados. Os resultados experimentais demonstraramque os controladores foram capazes de estabilizar o protótipo com sucesso, validando tantoa modelagem matemática quanto os controladores desenvolvidos. O trabalho contribuipara a integração entre teoria de controle e aplicações em motocicletas equilibrantes,comprovando experimentalmente a viabilidade de sistemas de controle autônomo para aumentar a segurança de veículos de duas rodas.; Self-balancing motorcycles pose a significant challenge in control systems due to their inherently unstable nature and limited research. This work presents the development and implementation of control techniques applied to a scaled-down self-balancing motorcycle prototype, aiming to bridge theoretical knowledge with practical applications in two- wheeled vehicle control. The mathematical model of the system, which uses a control moment gyroscope (CMG) as an actuator, was obtained through Lagrange equations and represented in discrete state space. Three controllers were designed and compared: Linear Quadratic Regulator (LQR), root locus control, and pole placement in state space. The techniques were simulated in MATLAB/Simulink considering an initial tilt condition of one degree and stabilization time specifications under 0.5 seconds. A prototype was built using 3D printing, electronic components (ESP32, MPU6050, DC motor), and real- time implementation of the designed controllers. Experimental results demonstrated that the controllers successfully stabilized the prototype, validating both the mathematical modeling and the developed control strategies. This work contributes to integrating control theory with self-balancing motorcycle applications, experimentally proving the feasibility of autonomous control systems to enhance two-wheeled vehicle safety. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Engenharia de Controle e Automação. 2025-12-12T00:00:00Z https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/271668 Gêmeos digitais no contexto de sistemas de eletrônica de potência: uma revisão de literatura Viana, Lucas Barreto Este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre a aplicação de Gêmeos Digitais (Digital Twins – DTs) em sistemas de eletrônica de potência, com foco em publicações recentes (2024–2025) indexadas na base IEEE Xplore. O estudo aborda os conceitos fundamentais dos DTs, suas estruturas, tecnologias habilitadoras e métodos de modelagem (física, baseada em dados e híbrida). Além disso, são analisadas categorias de identificação de parâmetros, incluindo métodos metaheurísticos, baseados em filtros, aprendizado de máquina e probabilísticos. A revisão inclui a análise comparativa de artigos selecionados, destacando aplicações em conversores Buck, inversores 3L-ANPC, sistemas fotovoltaicos conectados à rede e monitoramento térmico. Os resultados evidenciam o potencial dos DTs para monitoramento em tempo real, diagnóstico de falhas, manutenção preditiva e otimização de sistemas críticos, apontando também lacunas como sensibilidade a parâmetros não modelados, alto custo computacional e necessidade de padronização. Conclui-se que os DTs representam uma tecnologia em ascensão, capaz de aumentar a confiabilidade, eficiência e autonomia dos sistemas de eletrônica de potência.; This work presents a literature review on the application of Digital Twins (DTs) in power electronics systems, focusing on recent publications (2024–2025) indexed in the IEEE Xplore database. The study covers the fundamental concepts of DTs, their structures, enabling Technologies, and modeling approaches (physical, data-driven, and hybrid). Additionally, parameter identification methods are analyzed, including metaheuristic, filter-based, machine learning, and probabilistic techniques. The review includes a comparative analysis of selected articles, highlighting applications in Buck converters, 3L-ANPC inverters, grid-connected photovoltaic systems, and thermal monitoring. The results demonstrate the potential of DTs for real-time monitoring, fault diagnosis, predictive maintenance, and optimization of critical systems, while also pointing out gaps such as sensitivity to unmodeled parameters, high computational cost, and lack of standardization. It is concluded that DTs represent an emerging technology capable of enhancing the reliability, efficiency, and autonomy of power electronics systems. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Blumenau, Engenharia de Controle e Automação. 2025-12-18T00:00:00Z