Navegação baseada no terreno com dados de sonar de varrimento lateral - Pereira, João Pedro Madaleno (2012)
O presente trabalho propõe uma técnica de matching de imagens de sonar de varrimento lateral, baseada nos conceitos de entropia de Shannon e informação mútua, com aplicação à navegação de veículos robóticos subaquáticos. Para tal, recorre-se não só à informação fornecida pela escala de cinzentos, como também à informação fornecida por um conjunto de features texturais (Haralick Features), extraídas dos dados de sonar. Uma parte significativa do trabalho incide sobre o estudo e a implementação dos algoritmos de estimação de entropia, para cálculo da informação mútua. É feita também uma contextualização do problema proposto, onde, para além da apresentação dos conceitos teóricos envolvidos, são definidos os objectivos gerais, assim como uma revisão às tecnologias de navegação subaquática existentes. Os métodos propostos são validados experimentalmente com dados obtidos de distribuições probabilísticas conhecidas e que permitem a validação dos mesmos analiticamente. São realizados testes adicionais com imagens fotográficas e com dados de SSS para validação daqueles métodos. Para a aplicação de navegação em vista, o cálculo da entropia das imagens baseia-se nos dados originais de SSS, representados em níveis de cinzento, complementados com a informação extraída desses dados segundo os métodos propostos originalmente por Haralick. A selecção das features texturais a usar é feita tendo em conta a natureza dos dados, as limitações associadas à aquisição dos mesmos em ambiente submarino e os objectivos da sua aplicação em termos de navegação. Para tal apresenta-se uma proposta de classificação e escolha das Haralick Features mais adequadas a imagens de sonar de varrimento lateral. Os testes finais aplicam a metodologia proposta a dados reais de sonar de varrimento lateral para demonstrar o potencial da sua utilização no âmbito da navegação de veículos robóticos subaquáticos.