Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Pedro André Peixoto Fonseca de Castro e
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/15718
Resumo: O património cultural é uma das pontes mais importantes entre o passado e o futuro, sendo indispensável para o desenvolvimento individual e social do ser humano. A sua preservação é atualmente uma das questões mais importantes para a sociedade, levando a que fossem utilizadas novas tecnologias para recolher dados do património cultural. Hoje em dia, uma das novas tecnologias usadas são os Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) devido ao seu baixo custo, flexibilidade, elevada precisão e capacidade de aquisição de dados, através de diferentes sensores. O projeto MineHeritage surge da necessidade da preservação do património cultural. Nesta dissertação propõe-se endereçar a área da reconstrução Three-Dimensional (3D) com UAVs, combinando a informação proveniente de uma câmara de espetro visível com um Light Detection and Ranging (LiDAR). Como em qualquer sistema, o processo de calibração é uma das componentes mais importantes para o bom funcionamento do mesmo. Deste modo, foi implementado um algoritmo de calibração dos parâmetros extrínsecos entre o LiDAR e a câmara, permitindo combinar a informação de ambos os sensores. Além disso, foi também desenvolvido um método de reconstrução 3D, na qual ´e realizada a associação da cor da nuvem de pontos proveniente do LiDAR, através da informação de cor adquirida pela câmara de espetro visível. Este sistema foi testado em dois datasets realizados no Mosteiro de Tibães, Braga, Portugal, no âmbito do projeto MineHeritage. Os resultados experimentais de calibração e de reconstrução 3D demonstram que o sistema desenvolvido apresenta resultados consistentes, ´e eficaz e capaz de ser implementado em tempo real.
id RCAP_0fe92cd664a59beb1b145982f03fd4a2
oai_identifier_str oai:recipp.ipp.pt:10400.22/15718
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreoReconstrução 3DLiDARCâmaraCalibração LiDAR-câmaraUAV3D reconstructionLiDAR-camera calibrationCameraO património cultural é uma das pontes mais importantes entre o passado e o futuro, sendo indispensável para o desenvolvimento individual e social do ser humano. A sua preservação é atualmente uma das questões mais importantes para a sociedade, levando a que fossem utilizadas novas tecnologias para recolher dados do património cultural. Hoje em dia, uma das novas tecnologias usadas são os Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) devido ao seu baixo custo, flexibilidade, elevada precisão e capacidade de aquisição de dados, através de diferentes sensores. O projeto MineHeritage surge da necessidade da preservação do património cultural. Nesta dissertação propõe-se endereçar a área da reconstrução Three-Dimensional (3D) com UAVs, combinando a informação proveniente de uma câmara de espetro visível com um Light Detection and Ranging (LiDAR). Como em qualquer sistema, o processo de calibração é uma das componentes mais importantes para o bom funcionamento do mesmo. Deste modo, foi implementado um algoritmo de calibração dos parâmetros extrínsecos entre o LiDAR e a câmara, permitindo combinar a informação de ambos os sensores. Além disso, foi também desenvolvido um método de reconstrução 3D, na qual ´e realizada a associação da cor da nuvem de pontos proveniente do LiDAR, através da informação de cor adquirida pela câmara de espetro visível. Este sistema foi testado em dois datasets realizados no Mosteiro de Tibães, Braga, Portugal, no âmbito do projeto MineHeritage. Os resultados experimentais de calibração e de reconstrução 3D demonstram que o sistema desenvolvido apresenta resultados consistentes, ´e eficaz e capaz de ser implementado em tempo real.Cultural heritage is one of the most important bridges between the past and the future, being indispensable for the individual and social development of human beings. Preservation is currently one of the most important issues for society, leading to the use of new technologies to collect cultural heritage data. Nowadays, one of the new technologies used are UAVs due to their low-cost, flexibility, high precision and data acquisition capacity. MineHeritage project arises from the need to preserve cultural heritage. This thesis addresses the 3D reconstruction area using UAVs, combining the information from a visible spectrum camera with a LiDAR. As in every system, the calibration process is one of the most important components for its proper functioning. A calibration algorithm for the extrinsic parameters between LiDAR and camera was implemented, allowing to combine the information from both sensors. In addition, a 3D reconstruction algorithm was also developed, in which the color association of the point cloud from LiDAR is carried out through the color information acquired by the visible spectrum camera. This system was tested in two datasets held at the Monastery of Tibães, Braga, Portugal, within the scope of MineHeritage project. The experimental results of calibration and 3D reconstruction demonstrate that the developed system presents consistent results, is effective and capable of being implemented in real-time.Dias, André Miguel PinheiroRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoSilva, Pedro André Peixoto Fonseca de Castro e2020-04-02T15:44:04Z20202020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/15718TID:202467724porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T12:59:52Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/15718Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:35:25.750182Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
title Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
spellingShingle Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
Silva, Pedro André Peixoto Fonseca de Castro e
Reconstrução 3D
LiDAR
Câmara
Calibração LiDAR-câmara
UAV
3D reconstruction
LiDAR-camera calibration
Camera
title_short Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
title_full Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
title_fullStr Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
title_full_unstemmed Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
title_sort Sistema de reconstrução 3D com LiDAR e câmara de espetro visível para veículo autónomo aéreo
author Silva, Pedro André Peixoto Fonseca de Castro e
author_facet Silva, Pedro André Peixoto Fonseca de Castro e
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Dias, André Miguel Pinheiro
Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Pedro André Peixoto Fonseca de Castro e
dc.subject.por.fl_str_mv Reconstrução 3D
LiDAR
Câmara
Calibração LiDAR-câmara
UAV
3D reconstruction
LiDAR-camera calibration
Camera
topic Reconstrução 3D
LiDAR
Câmara
Calibração LiDAR-câmara
UAV
3D reconstruction
LiDAR-camera calibration
Camera
description O património cultural é uma das pontes mais importantes entre o passado e o futuro, sendo indispensável para o desenvolvimento individual e social do ser humano. A sua preservação é atualmente uma das questões mais importantes para a sociedade, levando a que fossem utilizadas novas tecnologias para recolher dados do património cultural. Hoje em dia, uma das novas tecnologias usadas são os Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) devido ao seu baixo custo, flexibilidade, elevada precisão e capacidade de aquisição de dados, através de diferentes sensores. O projeto MineHeritage surge da necessidade da preservação do património cultural. Nesta dissertação propõe-se endereçar a área da reconstrução Three-Dimensional (3D) com UAVs, combinando a informação proveniente de uma câmara de espetro visível com um Light Detection and Ranging (LiDAR). Como em qualquer sistema, o processo de calibração é uma das componentes mais importantes para o bom funcionamento do mesmo. Deste modo, foi implementado um algoritmo de calibração dos parâmetros extrínsecos entre o LiDAR e a câmara, permitindo combinar a informação de ambos os sensores. Além disso, foi também desenvolvido um método de reconstrução 3D, na qual ´e realizada a associação da cor da nuvem de pontos proveniente do LiDAR, através da informação de cor adquirida pela câmara de espetro visível. Este sistema foi testado em dois datasets realizados no Mosteiro de Tibães, Braga, Portugal, no âmbito do projeto MineHeritage. Os resultados experimentais de calibração e de reconstrução 3D demonstram que o sistema desenvolvido apresenta resultados consistentes, ´e eficaz e capaz de ser implementado em tempo real.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-04-02T15:44:04Z
2020
2020-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10400.22/15718
TID:202467724
url http://hdl.handle.net/10400.22/15718
identifier_str_mv TID:202467724
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799131446209675264