PT
Esta dissertação propõe um sistema de apoio à navegação baseado em visão
monocular passível de ser instalado em veículos aéreos não tripulados de pequena
e média dimensão, concebidos para realizar missões em ambiente florestal (e.g.,
busca e salvamento). A navegação autónoma em ambiente florestal apresenta um
conjunto de desafios que vão desde a complexidade dos obstáculos presentes (e.g.,
árvores) até ao ruído provocado pela vegetação nos sinais de radiofrequência tipi
camente usados para controlo remoto ou auto-localização (GPS). Neste contexto,
o trabalho proposto nesta dissertação aborda a questão da utilização de trilhos
para navegar de forma segura neste tipo de ambientes, explorando o facto dos
trilhos poderem ser caraterizados como sendo vias de comunicação terrestre, que
se apresentam por norma livres de obstáculos. Para tal, é estendida a técnica de
deteção e seguimento de trilhos proposta por Santana et al. [68], à qual é adici
onada informação tridimensional do ambiente para aumentar a sua robustez na
presença de trilhos mais desafiantes. Concretamente, a informação tridimensional
do ambiente obtida através de sequências de imagens capturadas por uma câmara
monocular equipada no veículo aéreo é utilizada para modular essa mesma téc
nica de deteção de trilhos. Os resultados experimentais, obtidos a partir de um
conjunto de 12 vídeos filmados com recurso a uma câmara montada num veículo
aéreo não tripulado de pequena dimensão, tele-operado, mostram a capacidade do
sistema proposto na identificação da região hipótese do trilho, tendo sido obtida
uma taxa de sucesso de 97; 78%, sendo superior aos 90:30% obtidos pelo sistema
que serviu de base a este trabalho.
EN
This dissertation proposes a support system to navigation based on monocular
vision system susceptible of being installed in unmanned small and medium-sized
aerial vehicles, built to perform missions in forest environments (e.g., search and
rescue). Autonomous navigation in forest environments presents a set of challenges from the complexity of existing obstacles (e.g., trees) to the noise caused
by vegetation in the radiofrequency signals typically used for remote control or
auto-location (GPS). In this context, this dissertation addresses the use of trails
to navigate safely in this kind of environments, exploring the fact that trails can
be characterized as means of terrestrial communication, normally free of obstacles. For that, the detection and trail following technique proposed by Santana
et al. [68] is used, to which tridimensional environment information is added, to
increase its sturdiness upon more challenging trails. More specifically, the environment’s tridimensional information obtained through sequences of images captured
by a monocular camera equipped in the aerial vehicle is used to adjust that trail
detection technique. The experimental results, obtained via a set of 12 videos
recorded with a camera installed in a tele-operated, unmanned small-sized aerial
vehicle, show the capacity of the proposed system in identifying the trail path,
achieving a success rate of 97; 78%, meaning a higher success rate than the 90:30%
achieved with the system used as basis for the work developed in this dissertation.
