Reconstrução tridimensional com múltiplas câmeras e sistema distribuído sob o paradigma fog - Silva, Luiz Augusto Zillmann da (2019)
Seja para geração de jogos eletrônicos ou para ferramentas de auxílio a profissionais, o estudo e desenvolvimento de sistemas de realidade virtual e/ou aumentada vem atingindo grandes proporções. Existem alternativas para geração de objetos e cenários tridimensionais, dentre elas os softwares padrão de design, com maior custo em tempo e mão-de-obra especializada, e os métodos de reconstrução 3D, mais rápidos e menos onerosos. Existem diversas formas de realizar a reconstrução 3D de objetos apresentadas na literatura, cada qual com sua características e peculiaridades, como através de visão estéreo, SLAM monocular, ou mesmo com câmeras RGB-D. Esta dissertação propõe uma abordagem híbrida, utilizando as vantagens de diferentes métodos, como a qualidade da odometria obtida com uma câmera estéreo aliada ao mapa bem definido obtido com o sensor RGB-D, utilizando, para isto, um sistema distribuído no paradigma FOG. A comunicação é realizada por meio do modelo publicador-subscritor, utilizando o framework ROS para a troca de mensagens no sistema. A utilização desta composição permite uma divisão do custo computacional, além de aumentar a escalabilidade, fazendo com que novos sensores e métodos possam ser agregados ao sistema de forma facilitada. Os modelos 3D obtidos, em forma de nuvens de pontos, se mostraram compatíveis com os melhores softwares apresentados na literatura, principalmente quando utilizado para reconstrução de ambientes e objetos de maior escala. Além disso, a utilização da visão estéreo para odometria se apresentou mais eficiente que estes métodos nas trajetórias testadas com relação às nuvens de pontos, justificando a utilização de múltiplos sensores. Os erros médios obtidos com as comparações entre a odometria visual e o braço robótico utilizado como ground truth são de ordem milimétrica. A implementação do sistema distribuído foi realizada com exito, porém obtendo um maior tempo de processamento devido à troca de mensagens via rede LAN. Os resultados obtidos sugerem a possibilidade da utilização da etapa de aquisição em sistemas embarcados. Através das nuvens obtidas, é possível aplicar algoritmos de geração de malhas, obtendo o objeto ou cenário a ser utilizado em um ambiente virtual ou em realidade aumentada.