| DC Field | Value | Language |
| dc.contributor.advisor1 | Stefano, Ercilia de | - |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5801469731775346 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1 | Motti, Lilian Genaro | - |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6605402067141510 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Pereira, José Cristiano | - |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1475081617592277 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Moratori, Patrick Barbosa | - |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8159033398966321 | pt_BR |
| dc.creator | Reis, Flávio Francisco dos | - |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2904096055636159 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2026-10-07T10:21:55Z | - |
| dc.date.available | 2026-10-06 | - |
| dc.date.available | 2026-10-07T10:21:55Z | - |
| dc.date.issued | 2026-05-29 | - |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21433 | - |
| dc.description.abstract | Accessibility in the built environment depends on a space’s ability to recognize the
specific needs of the people who use it. Current building automation systems, however,
treat people who use wheelchairs in the same way as everyone else and treat
morphologically distinct devices as a single category, which limits the precision of
environmental adaptations and undermines the potential of smart assistive
technologies. This dissertation investigates to what extent the combination of a
consolidated typological classification and the optimization of detection models in
embedded hardware can constitute a low-cost platform capable of identifying specific
types of wheelchairs in real time, providing technical support for future integration with
automation systems such as doors, elevators, and smart signage. The study, which
takes an applied and exploratory approach, is based on the hypothetical-deductive
method in accordance with the guidelines of Marconi and Lakatos (2017) and adopts
as its operational hypothesis the achievement of a mean accuracy mAP@ 0.5 of 0.85
or higher and an inference rate of 15 frames per second or higher on the Raspberry
Pi, under the overarching premise of low cost and preservation of user privacy. Based
on the ISO 9999:2022 and ABNT NBR 9050:2020 standards, as well as catalogs from
four domestic and international manufacturers, this study establishes a classification
of eleven types for the purposes of computer-aided detection. The corpus comprises
19,452 raw images sourced from four public repositories and two rounds of targeted
searches, reduced, after successive filtering by resolution, deduplication, and visual
screening, to 2,000 images annotated in LabelImg software and stratified into 1,394
training images, 394 validation images, and 212 test images, unevenly distributed
across the eleven classes. The study trains the YOLOv5n, YOLOv5s, YOLOv8n, and
YOLOv8s, of which YOLOv8n is selected for deployment due to its aggregate
mAP@0.5 of 0.711; although this value does not reach the formal threshold of 0.85,
four classes individually exceeded it and a fifth remained in a borderline situation. The
model is converted to the NCNN format in half-precision with a drop of only 0.003
absolute points in accuracy (mAP@0.5 of 0.708) and operates on the Raspberry Pi 5
at 13.3 frames per second in a real-world scenario and 15.1 frames per second in a
synthetic benchmark (so that the 15 FPS threshold was reached only under synthetic
conditions), a value largely consistent with the travel speed of wheelchair users
reported by Pinnock Branford et al. (2025) at 0.43 meters per second. The system
integrates three applications linked through methodological triangulation, operates
autonomously for four to five hours on battery power via the Geekworm X1202 UPS
module, and maintains thermal stability under sustained operation. The findings
highlight an architectural paradox rarely discussed in the literature, according to which,
in a moderately unbalanced corpus, increasing the number of parameters can impair
performance, and demonstrate the technical and economic feasibility of embedded
typological detection as a perception layer for a new generation of adaptations
sensitive to the diversity of mobility equipment in the built environment. | pt_BR |
| dc.description.resumo | A acessibilidade no ambiente construído depende da capacidade do espaço de
reconhecer demandas específicas das pessoas que o utilizam. Os sistemas atuais de
automação predial, contudo, operam de forma indiferenciada diante das pessoas que
se deslocam em cadeira de rodas e tratam equipamentos morfologicamente distintos
como uma classe única, o que limita a precisão das adaptações ambientais e dispersa
parte do potencial das tecnologias assistivas inteligentes. Esta dissertação investiga
em que medida a combinação entre uma classificação tipológica consolidada e a
otimização de modelos de detecção em hardware embarcado pode constituir uma
plataforma de baixo custo capaz de identificar tipologias específicas de cadeiras de
rodas em tempo real, fornecendo subsídios técnicos para a futura integração com
sistemas de automação como portas, elevadores e sinalizações inteligentes. O
estudo, de abordagem aplicada e exploratória, fundamenta-se no método hipotéticodedutivo conforme as diretrizes de Marconi e Lakatos (2017) e adota como hipótese
operacional o atingimento de precisão média mAP@0.5 igual ou superior a 0,85 e taxa
de inferência igual ou superior a 15 quadros por segundo no Raspberry Pi, sob a
premissa transversal de baixo custo e preservação da privacidade do usuário. A
pesquisa consolida, a partir das normas ISO 9999:2022 e ABNT NBR 9050:2020 e
dos catálogos de quatro fabricantes nacionais e internacionais, uma classificação de
onze tipologias para fins de detecção computacional. O corpus reúne 19.452 imagens
brutas oriundas de quatro repositórios públicos e duas rodadas de busca direcionada,
reduzidas, após filtragens sucessivas por resolução, deduplicação e triagem visual, a
2.000 imagens anotadas no software LabelImg e particionadas estratificadamente em
1.394 imagens de treinamento, 394 de validação e 212 de teste, distribuídas de forma
desbalanceada entre as onze classes. A pesquisa treina em CPU, ao longo de
aproximadamente 41 horas distribuídas em cinco dias contínuos, os modelos
YOLOv5n, YOLOv5s, YOLOv8n e YOLOv8s, dos quais o YOLOv8n é selecionado
para implantação por apresentar o melhor mAP@0.5 agregado, de 0,711; embora
esse valor não atinja o limiar formal de 0,85, quatro tipologias superaram
individualmente esse limiar e uma quinta permaneceu em situação fronteiriça. O
modelo é convertido para o formato NCNN em meia precisão com queda de apenas
0,003 ponto absoluto na precisão (mAP@0.5 de 0,708) e opera no Raspberry Pi 5 a
13,3 quadros por segundo em cenário real e 15,1 quadros por segundo em benchmark
sintético (de modo que o limiar de 15 quadros por segundo foi alcançado apenas em
condição sintética), valor amplamente compatível com a velocidade de deslocamento
de usuários de cadeira de rodas reportada por Pinnock Branford et al. (2025) em 0,43
metros por segundo. O sistema integra três aplicativos articulados como triangulação
metodológica, opera com autonomia entre quatro e cinco horas em modo bateria por
meio do módulo UPS Geekworm X1202 e mantém estabilidade térmica em regime
sustentado. Os achados evidenciam um paradoxo arquitetural pouco discutido na
literatura (em corpus desbalanceado de escala moderada, o aumento de parâmetros
pode prejudicar o desempenho) e demonstram a viabilidade técnica e econômica da
detecção tipológica embarcada como camada de percepção para uma nova geração
de adaptações sensíveis à diversidade dos equipamentos de mobilidade no ambiente
construído. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Faculdade de Engenharia | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Ambiente Construído | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFJF | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Acessibilidade | pt_BR |
| dc.subject | Visão computacional | pt_BR |
| dc.subject | Cadeira de rodas | pt_BR |
| dc.subject | YOLO | pt_BR |
| dc.subject | Raspberry Pi | pt_BR |
| dc.subject | Tecnologia assistiva | pt_BR |
| dc.subject | Accessibility | pt_BR |
| dc.subject | Computer vision | pt_BR |
| dc.subject | Wheelchair | pt_BR |
| dc.subject | Assistive technology | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS | pt_BR |
| dc.title | Visão computacional embarcada para acessibilidade: otimização da rede YOLO em Raspberry Pi para detecção e classificação tipológica de cadeiras de rodas | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| Appears in Collections: | Mestrado em Ambiente Construído (Dissertações)
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