Desenvolvimento de módulo de triangulação para reconstrução 3D de superfícies com visão computacional

Abstract

Inspeção e medição de superfícies de geometria complexa é uma grande área de estudo devido à dificuldade na obtenção de dados de forma manual. Uma aplicação na visão computacional que está constantemente em pesquisa é a reconstrução 3D de objetos e superfícies através da obtenção de sua nuvem de pontos para reconhecimento e análise. A reconstrução tridimensional é um processo complexo devido à falta de conectividade entre os pontos na nuvem gerada pela inspeção do objeto e à presença de ruídos na obtenção da amostra. Estes problemas podem ser resolvidos com a aplicação de técnicas de filtragem e de algoritmos que definem relações de conectividade entre os pontos. Este trabalho tem como objetivo dissertar e definir técnicas para reconstrução de superfícies por meio da inspeção à laser por um módulo de triangulação, a obtenção de uma nuvem de pontos e sua concatenação, e formação de vértices e faces para a construção de um objeto tridimensional digital. Uma estrutura de hardware de baixo custo e robusto para obtenção da nuvem de pontos da superfície escaneada é desenvolvida, assim como o uso de técnicas de filtragem com visão computacional para a redução de ruídos e distorções nas imagens capturadas. O projeto utiliza técnicas de visão computacional para a segmentação das imagens e para definição da nuvem de pontos, utiliza a técnica de Hough Transform para detecção da reta de referência (feixe do laser sobre a base do scanner), e Marching Cubes Algorithm para obter os vértices e as faces que definem um modelo digital tridimensional. Este trabalho é capaz de reconstruir um modelo 3D escaneado, gerando um arquivo que pode ser renderizado em diversos softwares de visualização 3D. O projeto poderá ser usado para dife- rentes finalidades, como por exemplo: inspeção de linhas de transmissão de energia, de edificações e de fundo de barragens.