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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: LASER TRIANGULATION SENSOR WITH REFRACTION MODELLING FOR UNDERWATER 3D MEASUREMENT

Orientador
  • TIAGO LOUREIRO FIGARO DA COSTA PINTO
Aluno
  • GABRIEL SILVA DE MATOS

Conteúdo

Medições tridimensionais subaquáticas possuem diversas aplicações, por exemplo, na indústria de petróleo e gás para o controle de equipamentos submarinos durante procedimentos de manutenção otimizados. sistemas com sensores de triangulação a laser (lts) já são utilizados em ambientes subaquáticos e alguns desafios com lts nestes ambientes já foram discutidos. entre estes obstáculos estão a má qualidade de imagem, devido à absorção de luz e retrodifusão, e refração, devido às interfaces entre água e vidro e vidro e ar. o efeito da refração pode ser modelado conhecendo-se a distância da câmera à superfície de refração, o eixo de refração, o índice de refração dos meios e a espessura da janela óptica. este trabalho analisa dois métodos para a calibração subaquática de lts com experimentos em laboratório utilizando um lts desenvolvido para esta aplicação. o primeiro método utiliza um ajuste polinomial, correlacionando o pico do laser para cada linha da imagem da câmera com um ponto 3d. este método necessita de uma calibração subaquática completa. o segundo método, proposto aqui, é baseado no modelo de câmera pinhole e um plano matemático ajustado para o plano de luz laser projetado. em medições de ar, para cada pico de laser detectado na imagem, uma linha pode ser definida através do centro da lente aplicando a matriz de projeção do modelo pinhole. a intersecção desta linha com o plano laser matemático resulta na medição de um ponto 3d. para medições subaquáticas com um lts de alta qualidade é necessário considerar, adicionalmente, o efeito da refração na interface entre a janela e água. considerando a janela óptica normal ao eixo da câmera, um caminho de raio é definido no plano de refração de acordo com a lei de snell para interceptar o plano do laser, definindo um ponto 3d. a calibração para medição subaquática necessita, portanto, estimar a distância da superfície de refração até o centro óptico da câmera. no método proposto, após a calibração no ar, um degrau é medido embaixo d'água e a distância da janela da câmera é otimizada. o método é avaliado de acordo com as diretrizes do vdi / vde 2634 e vários objetos foram utilizados como exemplos de medição.

Índice de Shannon: 3.93229

Índice de Gini: 0.930818

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
6,70% 4,37% 6,01% 4,76% 5,04% 12,67% 8,00% 7,34% 6,68% 5,19% 7,87% 4,78% 4,30% 6,35% 4,36% 5,58%
ODS Predominates
ODS 6
ODS 1

6,70%

ODS 2

4,37%

ODS 3

6,01%

ODS 4

4,76%

ODS 5

5,04%

ODS 6

12,67%

ODS 7

8,00%

ODS 8

7,34%

ODS 9

6,68%

ODS 10

5,19%

ODS 11

7,87%

ODS 12

4,78%

ODS 13

4,30%

ODS 14

6,35%

ODS 15

4,36%

ODS 16

5,58%