Reconstrução 3D virtual de componentes reais com dados térmicos para inspeção e manutenção

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Vidal, Vinicius Ferreira
• Orientador(a): Honório, Leonardo de Mello
• Banca de defesa: Moreira, António Paulo Gomes Mendes , Cerqueira, Augusto Santiago , Dantas, Mario Antonio Ribeiro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: SLAM; Modelo tridimensional; Manutenção; Inspeção térmica; 3D model; Maintenance; Thermal inspection
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10290

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.