| Summary: | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013. === Made available in DSpace on 2014-08-06T17:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 === Neste trabalho foram desenvolvidos um framework para construção de simuladores de ambientes tridimensionais e meios para construir bases de dados para um sistema de reconhecimento de objetos para ser aplicado à robótica móvel. Inicialmente foi feita uma análise de dois ambientes de desenvolvimento de robôs (ADRs) capazes de fornecer maneiras para se construir simulações. Esta avaliação foi feita através da adaptação da metodologia de Kramer e Scheutz (2007) de acordo com as necessidades relacionadas ao desenvolvimento de aplicações de visão computacional. Como resultado, percebeu-se que ambos os ADRs deixavam a desejar quanto à qualidade gráfica disponibilizada por padrão. Desta forma, foi necessário buscar soluções para este problema, o que resultou no desenvolvimento do framework para implementação de simuladores tridimensionais de alta fidelidade, usando o motor de renderização OGRE (Object-Oriented Graphics Rendering Engine). Posteriormente foi feito o estudo relacionado ao descritor de características locais SIFT (Scale-Invariant Feature Transform). Este estudo abordou o próprio SIFT e o método de reconhecimento de objetos baseado nele, proposto por Lowe (2004), o qual foi avaliado do ponto de vista da aplicação na robótica móvel. A partir desta avaliação, verificou-se a necessidade de aplicar o algoritmo de agrupamento tridimensional de poses de Lowe (2001) no processo de geração de bases de dados para o sistema de reconhecimento de objetos, como forma de aumentar a robustez deste quanto à variação de pose. Este algoritmo representa objetos por meio de modelos de pose, os quais são ligados se existem correspondências entre as poses. A análise deste algoritmo revelou as variáveis que afetam o processo de geração das bases de dados, o que permitiu a proposição de uma nova estratégia, baseada em recálculo, para a criação das ligações que o algoritmo de agrupamento faz ao correlacionar duas poses. Através da implementação do sistema de construção de bases de dados, baseado no algoritmo de agrupamento de poses, sobre o framework de simulação, foi possível avaliar sinteticamente o efeito da modificação das variáveis nas bases de dados criadas, observando que a estratégia proposta consegue distribuir melhor as ligações entre os modelos de pose de um objeto, em relação ao método original.<br> === Abstract : On this work, it was developed a framework to build three-dimensional environment simulators, and implemented methods to build databases for a object recognition system, which should be applied in mobile robots. Initially, two robotic development environments (RDEs) were evaluated, which were able to provide a way to build simulations. This assessment was done through modifications in the methodology proposed by Kramer e Scheutz (2007), in order to fit it, to the needs related to the development of computer vision applications. As result, it was realized that both RDEs, in their default installation, did not attain the desired graphical standard. The necessity of solutions to this problem triggered a search for them, which result in the development of the framework to implement high-fidelity tridimensional simulators, using the OGRE (Object-Oriented Graphics Rendering Engine). Then, a review of the SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) local feature descriptor was done. This review assessed the descriptor itself and the object recognition method proposed by Lowe (2004), considering the standpoint of a mobile robot application. From this assessment, it was noticed the need to apply the 3D view clustering algorithm proposed by Lowe (2001) to the database generation process, in order to improve the robustness of this relative to viewpoint changes. This algorithm represents objects through clustering model views, which are linked if there are matches between them. This algorithm represents objects through clustering model views, which are linked if there are matches between them. Though the analysis of the algorithm, the variables that could affect the database generation process were noticed, and a new way to build the links that the algorithm creates when it matches two images was proposed. This new approach is based on recalculations of the links. Ultimately, the effects of varying the variables of the clustering algorithm
were assessed synthetically. This evaluation was done through tests using the implementations of database generation system based on the clustering algorithm. It was noticed that the new way to build links is able to disperse them in a better way, when compared to original method.
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