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Dissertação

Underwater Caves Tridimensional Reconstruction EVALUATED

Detalhes: O mapeamento de grutas subaquáticas é uma atividade difícil e perigosa, o que explica a escassez de trabalhos na área. A navegação em ambientes sem GPS tem sido realizada, pela indústria aeroespacial, ao longo de muitas décadas, por via de técnicas de Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) e Visual-Inertial Odometry (VIO). Para além de existirem metodologias SLAM e VIO, recentemente começaram a aparecer câmaras e Inertial Measurement Units (IMUs) de baixo custo, que auxiliam a navegação e viabilizam a reconstrução 3D de grutas. Este trabalho propõe a aquisição de datasets, calibração de sensores, e utilização de VIO e Structure from Motion (SfM) como métodos para a obtenção de reconstruções 3D de grutas e estimação de trajetórias. Dois dispositivos são considerados para a criação dos datasets: um Apple iPhone 13 Pro e uma GoPro Hero 9. Ambos estão equipados com uma câmara e uma IMU. A calibração é baseada em informação nominal, disponível online, complementada com a execução de software convencional de calibração. Os dados visuais-inerciais são processados por um Unscented Kalman Filter (UKF), que permite a estimação de pose em unidades métricas. As abordagens propostas são validadas experimentalmente, e uma métrica para avaliar a estimativa da pose para vários datasets é usada, comparando os diferente métodos estudados. Os resultados demonstram que a trajetória de VIO pode ser comparada com a de SfM, com um erro médio de 5,9% na posição em um dos datasets, obtendo também uma escala métrica para a trajetória.
Keywords: Grutas subaquáticas, Visual-inertial odometry (VIO), Simultaneous Localization and Mapping, Inertial Measurement Unit (IMU), Structure from Motion (SfM)

Discussão: novembro 29, 2023, 16:0

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