Desenvolvimento de módulo de triangulação para reconstrução 3D de superfícies com visão computacional

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Neves, Lucas Fernandes das
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: https://bdm.unb.br/handle/10483/28567
Resumo: Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação, 2020.
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spelling Neves, Lucas Fernandes dasSilva, Jones Yudi Mori Alves daNEVES, Lucas Fernandes das. Desenvolvimento de módulo de triangulação para reconstrução 3D de superfícies com visão computacional. 2020. ix, 80 f., il. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Mecatrônica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://bdm.unb.br/handle/10483/28567Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação, 2020.Inspeção e medição de superfícies de geometria complexa é uma grande área de estudo devido à dificuldade na obtenção de dados de forma manual. Uma aplicação na visão computacional que está constantemente em pesquisa é a reconstrução 3D de objetos e superfícies através da obtenção de sua nuvem de pontos para reconhecimento e análise. A reconstrução tridimensional é um processo complexo devido à falta de conectividade entre os pontos na nuvem gerada pela inspeção do objeto e à presença de ruídos na obtenção da amostra. Estes problemas podem ser resolvidos com a aplicação de técnicas de filtragem e de algoritmos que definem relações de conectividade entre os pontos. Este trabalho tem como objetivo dissertar e definir técnicas para reconstrução de superfícies por meio da inspeção à laser por um módulo de triangulação, a obtenção de uma nuvem de pontos e sua concatenação, e formação de vértices e faces para a construção de um objeto tridimensional digital. Uma estrutura de hardware de baixo custo e robusto para obtenção da nuvem de pontos da superfície escaneada é desenvolvida, assim como o uso de técnicas de filtragem com visão computacional para a redução de ruídos e distorções nas imagens capturadas. O projeto utiliza técnicas de visão computacional para a segmentação das imagens e para definição da nuvem de pontos, utiliza a técnica de Hough Transform para detecção da reta de referência (feixe do laser sobre a base do scanner), e Marching Cubes Algorithm para obter os vértices e as faces que definem um modelo digital tridimensional. Este trabalho é capaz de reconstruir um modelo 3D escaneado, gerando um arquivo que pode ser renderizado em diversos softwares de visualização 3D. O projeto poderá ser usado para dife- rentes finalidades, como por exemplo: inspeção de linhas de transmissão de energia, de edificações e de fundo de barragens.Submitted by Kathryn Araujo (kathrynaraujo@bce.unb.br) on 2021-09-08T14:13:26Z No. of bitstreams: 1 2020_LucasFernandesDasNeves_tcc.pdf: 8240065 bytes, checksum: 3e2efce5f9e63ddbe471f419b0f8d1de (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2021-09-15T17:55:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2020_LucasFernandesDasNeves_tcc.pdf: 8240065 bytes, checksum: 3e2efce5f9e63ddbe471f419b0f8d1de (MD5)Made available in DSpace on 2021-09-15T17:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2020_LucasFernandesDasNeves_tcc.pdf: 8240065 bytes, checksum: 3e2efce5f9e63ddbe471f419b0f8d1de (MD5)Inspection and measurement of complex geometry surfaces is a large area of study due to the difficulty in obtaining data manually. An application in computer vision that is constantly being researched is the 3D reconstruction of objects and surfaces by obtaining their point cloud for recognition and analysis. Three-dimensional reconstruction is a complex process due to the lack of connectivity between points in the cloud generated by object inspection and the presence of noise in obtaining the sample. These problems can be solved by applying filtering techniques and algorithms that define connectivity relationships between points. This paper aims to discuss and define techniques for surface reconstruction through laser inspection by a triangulation module, the acquisition of a point cloud and its concatenation, and formation of vertices and faces for the construction of a digital three-dimensional object. A low cost and robust Hardware structure for obtaining the point cloud of the scanned surface is developed, as well as the use of computer vision filtering techniques to reduce noise and distortions in the captured images. The project uses computer vision techniques for image segmentation and point cloud definition, uses the Hough Transform technique for detection of the reference line (laser beam over the base of the scanner), and Marching Cubes Algorithm to obtain the vertices and faces that define a three-dimensional digital model. This work is able to reconstruct a scanned 3D model, generating a file that can be rendered in several 3D visualization softwares. The work can be used for different purposes, such as: inspection of power transmission lines, buildings and dam bottoms.A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar o trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.info:eu-repo/semantics/openAccessVisão por computadorReconstrução tridimensionalObjeto tridimensionalDigitalizaçãoProcessamento de imagensDesenvolvimento de módulo de triangulação para reconstrução 3D de superfícies com visão computacionalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2021-09-15T17:55:24Z2021-09-15T17:55:24Z2020-12porreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/28567/2/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD52ORIGINAL2020_LucasFernandesDasNeves_tcc.pdf2020_LucasFernandesDasNeves_tcc.pdfapplication/pdf8240065http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/28567/1/2020_LucasFernandesDasNeves_tcc.pdf3e2efce5f9e63ddbe471f419b0f8d1deMD5110483/285672021-09-15 14:55:24.866oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712021-09-15T17:55:24Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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