Georreferenciamento automático de placas de sinalização com imagens obtidas com um sistema móvel de mapeamento

• Autor(a) principal: Silva, Francisco Assis da
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18152/tde-31072012-115700/
• topic: Direct georeferencing; Georreferenciamento direto; Mapeamento móvel; Mobile mapping; Object recognition; Reconhecimento de objetos; SIFT; SIFT

A detecção e reconhecimento de objetos em ambiente não controlado tem aplicações diversas no campo da visão computacional, e juntamente com o georreferenciamento de objetos de forma automática propicia uma variedade de aplicações, como por exemplo, o mapeamento da sinalização de trânsito. Os sinais de trânsito são muito importantes por proverem regras de navegação nas ruas e estradas. Um sistema para a determinação das posições geográficas de placas de sinalização de trânsito em áreas urbanas de forma automática constitui uma ferramenta útil para a gestão municipal podendo servir para tomadas de decisão, como por exemplo, fluxo de tráfego e definição de sinalização nas vias terrestres. Do ponto de vista prático, um sistema com estas características tem uma grande complexidade na implementação o que caracteriza um grande desafio. Diante do contexto exposto, nesta tese, é tratada a computação da detecção, o reconhecimento de sinais e o georreferenciamento de placas de trânsito. A implementação deste trabalho consistiu na coleta de conjuntos de dados e a aplicação de algoritmos para a extração dos descritores de pontos chave e para realizar a correspondências dos pontos chave entre duas imagens (imagem de uma via contendo uma ou mais placas e imagem de um template de uma placa de sinalização). Uma vez obtidos apenas os pontos em comuns referentes aos seus descritores, na sequência foram aplicados algoritmos para a detecção, reconhecimento e georreferenciamento das placas de trânsito. Para a obtenção do conjunto de dados foi utilizado um sistema móvel de mapeamento terrestre, equipado com sensores de imageamento digital, que além de obter conjuntos de sequências de imagens, também capturam informações de navegação e posicionamento. Para a detecção e reconhecimento foram utilizados algoritmos já consolidados na literatura (SIFT e BBF) e também algoritmos definidos e implementados para a realização da metodologia proposta. Para a extração de pontos chave condizentes com a placa a ser detectada, foi desenvolvido um algoritmo, pelo fato dos algoritmos citados na literatura não serem adequados para imagens que apresentam poucos pontos de correspondência, como é o caso do algoritmo RANSAC. Foi também definido e implementado um algoritmo para o reconhecimento de caracteres para o caso de placas de sinalização que especificam limite de velocidade. Com o conhecimento das fotocoordenadas centrais referentes às placas detectadas e reconhecidas e os dados de navegação e posicionamento, é realizado o georreferenciamento a fim de determinar as posições das placas no terreno por meio das equações de colinearidade. Foram realizados experimentos iniciais comprovando que a metodologia proposta é adequada para os objetivos definidos. As taxas de acerto na detecção e reconhecimento das placas de sinalização atingiram valores superiores a 80%, mesmo utilizando imagens com cenas complexas. O trabalho desenvolvido contribui com a metodologia proposta destinada à determinação das posições das feições dos sinais de trânsito em áreas urbanas, e na Área de Visão Computacional, contribui com novos algoritmos para a detecção e reconhecimento de placas de sinalização, bem como um novo algoritmo para o reconhecimento de caracteres.