Sistema de posicionamento externo multi-câmara - Neves, André Emanuel Godinho (2018)
A necessidade de informação externa, de referência, acerca da atitude e posição de um dado robô constitui a motivação da presente dissertação, onde foram desenvolvidos algoritmos para auxílio na navegação, ou simplesmente para aferição e validação da resposta do sistema autónomo ao meio envolvente. O principal contributo passa pelo desenvolvimento de um sistema de posicionamento externo multi-câmara, que determina a localização e atitude de sistemas robóticos ou objetos, com base em marcadores óticos ativos. Através da caracterização dos sistemas robóticos e dos cenários de atuação, percebe-se a necessidade de desenvolver um sistema de visão constituído por multi-câmaras para endereçar as situações de oclusão, aumentar a cobertura espacial e potenciar a qualidade dos resultados de posicionamento. Assim é proposta uma arquitetura para um sistema global dirigido aos vários requisitos identificados. A utilização de múltiplas câmaras e objetos de interesse munidos de um conjunto de marcadores ativos, torna viável o seguimento em tempo real destes objetos, em ambiente terrestre, aéreo ou subaquático. Esta arquitetura do sistema global, é demonstrada através de um sistema composto por três câmaras e uma plataforma de quatro Light-Emitting Diodes (LEDs) para validação de múltiplos módulos de software, nomeadamente: identificação e validação de pontos de interesse em imagens; cálculo da posição tridimensional dos marcadores através da combinação de pares de câmaras stereo e geometria 'multi view'; seleção de resultados mais precisos; cálculo da atitude do alvo. Para validação do sistema implementado, foram realizados ensaios experimentais que demonstram o correto funcionamento dos vários módulos do sistema, para diversas configurações e condicionantes. Simultaneamente, instalaram-se dois dispositivos comerciais (Faro e Pixhawk) para aferição e comparação de resultados. Os resultados experimentais mostraram uma clara vantagem do sistema de posicionamento multi-câmara face ao stereo, quer em qualidade de informação de posicionamento obtida, quer nos aspetos de cobertura espacial e oclusões.