Browsing by Author "Parcelas, Rafael"
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- Development of additional sensor capabilities for use in unmanned aerial vehicles under CIDIFAPublication . Parcelas, RafaelVeículos aéreos não tripulados (VANTs) originalmente foram desenvolvidos para aplicações militares que, pela sua natureza não transportam operadores humanos a bordo. Esta dissertação foi realizada no seguimento do projeto Seagull. Este originou da necessidade da geração de um conhecimento situacional marítimo rigoroso e representa um dos esforços da Força Aérea Portuguesa para o cumprimento da sua missão, de acordo com os objetivos definidos pelo Conceito Estratégico de Defesa Nacional. Esta tese tem por objectivo expandir as capacidades já desenvolvidas no projeto Seagull. O trabalho apresentado foi realizado sobre a premissa que o ambiento marítimo é o principal cenário de operação. Assim sendo, um objetivo importante é a capacidade de localizar embarcações a partir dos dados visuais provenientes da aeronave. Cameras equipadas com lentes de parâmetros variáveis revelam-se mais úteis do que as com lentes de parâmetros fixos. As lentes de parâmetros variáveis permitem a um operador obter imagens com melhor qualidade através de ajustes na configuração das lentes, contudo estas não são usualmente usadas em visão computacional devido a dificuldade inerente em modelar variaçães continuas das configurações da camera. Esta tese apresenta uma metodologia para calibração de cameras com zoom variável e a sua utilização numa metodologia de localização geográfica. A metodologia de calibração de cameras apresentada é baseada na técnica de Zhang. Os modelos obtidos dos parâmetros intrínsecos da camera foram testados num equipamento com lentes de zoom numa experiência à escala reduzida do problema da localização geográfica. Utilizando a hipótese da terra-plana, o objetivo desta experiência foi validar tanto os modelos obtidos da calibração como a performance da metodologia para localização de alvos. Identificando a localização em pixeis de um alvo junto com a posição e orientação da camera, as coordenadas de um alvo são determinadas no ”referencial do mundo”. Uma experiência a escala real do problema de localização geográfica foi conduzida na Academia da Força Aérea Portuguesa, onde um conjunto de locais foram selecionados para testar a metodologia desenvolvida. O objetivo desta experiência foi avaliar o trabalho desenvolvido através da determinação das coordenadas geográficas de um alvo nâo cooperativo no solo sob condições reais. Através da comparação de resultados entre as estimativas providenciadas pela metodologia de localização geográfica proposta e as coordenadas GPS dos alvos foi possível identificar fatores e causas de erro possíveis de serem mitigadas. Os resultados obtidos das experiências realizadas revelam uma interdependência entre os parâmetros intrínsecos da camera utilizada e o seu zoom. A metodologia de localização geográfica apresenta resultados promissores para ser utilizada em ambiente marítimo. Contudo, os erros experimentais observados foram categorizados em três fatores. O primeiro fator verificado foi as limitações dos modelos obtidos da calibração da camera. O segundo fator foi a diferença de alturas entre a altitude acima do solo da camera e a altitude acima do alvo. O terceiro e último fator é a influência dos fatores ambientais no ruído da imagem e a sua sensibilidade à prespectiva da imagem para a captura do alvo.