Método de detecção de linha do horizonte em imagens marítimas baseado em processamento de imagens

• Autor(a) principal: Zorawski, Thais
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30730
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO; Processamento de imagens; Navegação; Sistemas embarcados (Computador); Image processing; Navigation; Embedded computer systems

Contexto: A detecção de linha do horizonte é uma tarefa que pode ser empregada na área de realidade aumentada, na segurança de portos, navegação de embarcações e aeronaves autônomas, entre outras aplicações. Ela consiste no encontro da borda que faz a fronteira entre o céu e o não-céu. No processo de detecção da linha do horizonte no meio marítimo, elementos desafiadores podem aparecer, como neblina, mau tempo, vapor da água, reflexos e embarcações encobrindo a linha do horizonte. Métodos tradicionais do processamento de imagens, ao serem empregados de forma isolada, sem a utilização de outras técnicas e ferramentas, nem sempre conseguem lidar satisfatoriamente com esses desafios. Por outro lado, métodos que utilizam aprendizagem de máquina tem obtido taxas de acerto promissoras, porém alguns desses métodos propostos envolvem operações complexas, como por exemplo as redes neurais artificiais profundas, e são executados em GPUs. Tendo em vista que aeronaves autônomas tem um hardware limitado e muitas vezes não contam com uma GPU, utilizar esses métodos pode não ser viável. Objetivo: Neste trabalho propõe-se um método de detecção da linha do horizonte para imagens marítimas utilizando processamento de imagens com métodos de apoio que podem ser implementados em dispositivos embarcados. Método: Utilizando a base de dados Singapure Maritime Dataset (SMD), foram utilizadas técnicas de processamento de imagens, como detecção de bordas, combinadas a outros métodos que não utilizam aprendizagem de máquina, como o Random Sample Concensus (RANSAC), para determinar a linha do horizonte em imagens marítimas. Resultados: o método proposto apresentou erro na determinação do ângulo abaixo de 1 grau para imagens onboard e entre 2,85 e 2,89 para imagens onshore, e menos de 5 pixels de diferença da linha real para a linha estimada para cinquenta porcento das imagens testadas. Conclusões: Apesar dos resultados obtidos pelo método proposto apresentarem uma taxa de erro superior ao atingido pelo estado da arte, ele pode traçar uma linha do horizonte aproximada e pode ser executado em dispositivos embarcados.