Rastreamento de objetos de grandes proporções

Abstract

Muitas aplicações necessitam ou se beneficiam de rastreamento de objetos 3D complexos, dentre elas: interfaces de interação, controle robótico e realidade aumentada são exemplos de sistemas que dependem desse tipo de implementação. A construção de um grande estádio de futebol por exemplo, incorpora várias etapas de inspeção visual, medições e controle, que hoje são realizadas de forma artesanal. Processos de produção de maquinários de grande porte como aqueles aplicados à produção de energia eólica, também comuns em estaleiros e indústrias do setor automobilístico e aeroespacial, são exemplos de onde os meios de produção atuais podem se beneficiar significativamente desse tipo de tecnologia. A área de pesquisa em visão computacional visa desenvolver soluções para problemas inerentes a esses processos de forma prática e pouco invasiva, embora o desenvolvimento de técnicas e práticas robustas para estruturas de grandes proporções ainda figure como um ramo inexplorado dessa área de pesquisa. O objetivo dessa dissertação é descrever a pesquisa realizada acerca da área de visão computacional com foco em rastreamento de objetos 3D e propor uma abordagem específica para aplicação em grandes estruturas. A mesma foi, portanto, concebida pela investigação, experimentação e análise de aplicação das técnicas de rastreamento 3D baseado em modelos, com ênfase na comparação dessas técnicas de acordo com o cenário de aplicação, focando no desenvolvimento do rastreamento dedicado a grandes estruturas. Conceitos de visão computacional, processamento digital de imagem e especificamente técnicas de rastreamento baseadas em imagens digitais e modelos tridimensionais são contextualizados nessa dissertação, além de propor uma nova abordagem de rastreamento baseado em modelo utilizando descritores de caracteristicas visuais, e rastreamento baseado em detecção. Os experimentos realizados e relatados nessa dissertação incluem múltiplos níveis de escala e complexidade de objetos, com o objetivo de avaliar tanto a eficiência das técnicas pré-existentes na literatura, como das técnicas implementadas utilizando a abordagem proposta. Os resultados obtidos evidenciam as diferenças existentes entre as abordagens de rastreamento baseado em modelo, de acordo com o tipo, quantidade e qualidade da informação utilizada, como também da técnica de rastreamento selecionada, por fluxo óptico ou por detecção.