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Sistemas de monitorização e proteção baseados em visão 3D : desenvolvimento de uma aplicação de segurança e proteção industrial utilizandos Sensores RGB-D
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Abstract(s)
Este trabalho teve como objetivo principal o estudo da monitorização de áreas ou volumes nos mais diversos ambientes. Um objetivo mais específico foi o desenvolvimento de um sistema de monitorização de segurança e proteção em ambiente industrial utilizando sensores RGB-D.
Procedeu-se ao levantamento da legislação em vigor para a implementação e utilização de sistemas de monitorização de espaços públicos e privados com base em vídeo, bem como das tecnologias e sistemas existentes atualmente no mercado com o mesmo objetivo. Relativamente à legislação a considerar, foi necessário analisar duas perspetivas diferentes. A perspetiva da videovigilância e monitorização de espaços com o objetivo de garantir a segurança de pessoas e bens em relação a comportamentos impróprios e criminais, como vandalismo, roubo e violência, que obedece a regras definidas em legislação própria para a sua implementação e utilização. A outra perspetiva refere-se ao ambiente industrial, onde os sistemas de monitorização têm por finalidade o apoio à produção e à segurança das pessoas e equipamentos, e onde os aspetos mais relevantes a considerar estão associados ao cumprimento de normas relativas aos procedimentos, equipamentos e instalações. Estas duas perspetivas podem conjugar-se se existir captura e gravação de imagens e vídeo, onde seja permitida a identificação dos locais e das pessoas.
Em termos tecnológicos, começou-se por analisar as técnicas e tecnologias associadas à captação de imagem e vídeo 3D, tais como a Triangulação, Stereo Vision e a técnica Time Of Flight. Considerando a técnica Time Of Flight, a mais avançada e com melhores resultados em termos de exatidão e precisão, procedeu-se à pesquisa de hardware que satisfizesse as necessidades específicas do projeto. O sensor Kinect V2 da Microsoft satisfaz essas necessidades e, portanto, foi a escolha natural para avançar com o projeto.
Relativamente ao software utilizou-se o Matlab como ambiente de desenvolvimento que, em conjunto com o SDK da Microsoft e código C específico de integração do Kinect V2 no Matlab, serviram de base para a evolução e a concretização dos objetivos do projeto. No desenvolvimento da aplicação foram consideradas duas fases, a fase de calibração e a fase de monitorização e deteção. Na fase de calibração foi definido o volume a monitorizar e quantificada a ocupação do volume sem a existência de elementos invasivos. Na fase de monitorização e deteção foi capturada a informação 3D, que permite identificar elementos externos que representam uma intrusão ou evasão no/do volume, que está constantemente a ser monitorizado. Este processo de monitorização foi conseguido através da implementação de um algoritmo de quantificação do volume ocupado, baseado na Triangulação Delaunay em 3D.
Para proceder ao teste em ambiente industrial do sistema desenvolvido, este foi inserido no espaço de operação de um braço robótico a funcionar em modo contínuo, de modo a verificar o seu bom funcionamento e avaliar a sua performance.
Por fim, como objetivo de desenvolvimento futuro, foi proposta a associação integrada de vários sistemas Kinect V2, de forma a mapear completamente todo o volume 3D que se pretende monitorizar, possibilitando total flexibilidade de monitorização e deteção.
Description
Keywords
Dispositivos de proteção baseados em visão Segurança em ambiente industrial Aquisição de imagem e vídeo 3D Sensores RGB-D Time of flight Kinect V2 Triangulação Delaunay