Sistema de Perceção 3D Subaquático com Projetor Laser rotativo: Calibração e Reconstrução Tridimensional

• Autor(a) principal: Soares, Eduardo José Pinto
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/13949
• topic: Laser; Visão subaquática; Visão laser; Linha laser; Câmara; Imagens tridimensionais; Sistemas de visão; Sistema de luz estruturada; Underwater vision; Laser vision; Laser line; Camera; Three-dimensional images; Vision systems; Structured light system; Sistemas Autónomos

Atualmente, a exploração do oceano é um dos principais focos da investigação cientifica. Contudo, sabemos que o ser humano possui algumas limitações, como por exemplo quando pretende navegar no meio subaquático, levando ao desenvolvimento de veículos para auxiliar o homem na sua missão de explorador. Estes veículos, como em qualquer sistema robótico móvel, possuem um leque de sensores que irão permitir a perceção do meio que os envolve. Dentro desta gama de sensores, os sistemas de visão computacional são os mais aliciantes, tendo em conta que permitem obter grandes quantidades de informação. Contudo, no meio aquático, a turbidez das ´aguas ou a falta de luz, tornam estes sensores ineficazes, levando ao desenvolvimento de sistemas mais complexos para ultrapassar estes fenómenos do oceano. Neste âmbito, esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um sensor de perceção subaquática, utilizando métodos de visão computacional, o qual utilizará para além do sensor ótico, projetores laser em forma de linha, que permitirão a obtenção de informação tridimensional quando captados pela câmara. Além disso, pretende-se ainda a utilização de um projetor móvel que irá aumentar a quantidade de informação tridimensional. Como em qualquer sistema de visão computacional, o processo de calibração ´e uma das partes mais relevantes para o bom funcionamento do mesmo. Deste modo, para o sistema a desenvolver, a calibração do sensor ótico não ´e suficiente, sendo necessário a estimação do plano do projetor laser e do seu eixo de rotação (parâmetros extrínsecos do projetor laser rotativo). Assim, ao longo da dissertação, foi necessário resolver a problemática adjacente `a modelização do projetor laser rotativo, desenvolvendo-se assim um método para a calibração do sistema. O sistema e o método de calibração foram validados num ambiente subaquático, mostrando resultados para o cálculo da profundidade com erros inferiores a 4 mm.