Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10290
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
viniciusferreiravidal.pdf25.23 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Type: Dissertação
Title: Reconstrução 3D virtual de componentes reais com dados térmicos para inspeção e manutenção
Author: Vidal, Vinicius Ferreira
First Advisor: Honório, Leonardo de Mello
Co-Advisor: Marcato, André Luís Marques
Referee Member: Moreira, António Paulo Gomes Mendes
Referee Member: Cerqueira, Augusto Santiago
Referee Member: Dantas, Mario Antonio Ribeiro
Resumo: Os avanços na última década na área da visão computacional, em termos tanto de hardware como de software, permitiram a expansão da aplicação da realidade virtual e localização e mapeamento simultâneos (SLAM) de câmeras no ambiente. Com isso diversas áreas foram beneficiadas, incluindo a manutenção de equipamentos. No caso de equipamentos no setor elétrico, diversos defeitos ocasionam aumento relevante de temperatura, que podem ser inspecionados por imagens térmicas, porém cuidados como influência do ambiente e ângulo de visão podem resultar em interpretações errôneas. Esse trabalho traz um sistema que visa atingir essas duas funções: realizar a reconstrução do ambiente real em 3 dimensões no mundo virtual a partir de imagens obtidas por câmeras, o que traz para o escritório a análise do ambiente externo e suas características; e projetar sobre esse modelo 3D dados de temperatura obtidos por uma câmera térmica, a fim de analisar de todos os ângulos o estado do objeto que se deseja avaliar quanto à presença de defeitos. Para isso, um par de câmeras estéreo e uma câmera térmica são alinhadas e sincronizadas para captação de imagens durante inspeção. Cada nuvem de pontos 3D é obtida com a técnica de visão estéreo empregada. Para a união, ou registro dessas nuvens, é empregada uma técnica de Odometria Visual para definir a pose das câmeras segundo as características das imagens do par estéreo, seguida de filtros segundo overlap entre as nuvens. Por fim, em cada nuvem obtida e sincronizada com a imagem térmica, técnicas de visão computacional são usadas para projetar os pontos em 3 dimensões na última e obter assim seu dado de temperatura observado pela câmera. Unindo todas essas técnicas, desenvolvidas com o auxílio do framework ROS em C++, é obtido um modelo virtual com informações visuais e térmicas do ambiente e objeto inspecionado pelo equipamento. Os resultados mostram a confiabilidade das técnicas empregadas, juntamente com modelos obtidos satisfatoriamente em diversos cenários.
Abstract: The last decade improvements in the area of Computer Vision, in terms of both hardware and software, promoted and expansion in Virtual Reality and cameras Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) in the environment, which brings benefits in several areas, including equipment maintenance. In the Electrical Engineering sector case, many flaws result in the equipment temperature raise, which can be inspected by thermal images, although environment influence and image angle of capture may result in wrong information interpretation. This work proposes a system that aims to achieve these two functions: develop the 3 dimensions real environment reconstruction in the virtual world from captured images, which takes the analysis of the external environment characteristics to the office; and project on these 3D models the temperature obtained by a thermal camera, in order to analyze from many angles the equipment state regarding the presence of any faults. Fo that purpose, a pair of stereo cameras and a thermal camera were aligned and synchronized for image capture during the inspection. Every 3D point cloud obtained is obtained via the applied stereo vision algorithm. For cloud accumulation, or registration, a Visual Odometry technique is applied to gather camera pose from stereo image pair characteristics, followed by filters and overlap between clouds analysis. At the end, for each cloud synchronized with the thermal image, computer vision techniques are used to project the 3D points in the last one, and therefore obtain the temperature data observed. Putting all those pieces together, developed in the ROS framework in C++, a visual and thermal virtual model of the object to be inspected is obtained. The results show the reliability of the applied techniques, aside of models obtained in several scenarios.
Keywords: SLAM
Modelo tridimensional
Manutenção
Inspeção térmica
SLAM
3D model
Maintenance
Thermal inspection
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10290
Issue Date: 13-May-2019
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)



This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons