Reconstrução Tridimensional de Superfícies Rugosas Utilizando Geometria Epipolar

• Processo: 11/22402-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
• Pesquisador responsável: Marcos de Sales Guerra Tsuzuki
• Beneficiário: Rogerio Yugo Takimoto
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Visão computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Geometria Epipolar | Reconstrução 3D de Superfícies Rugosas | Visão Computacional | Fenômenos de Superfície

Resumo

O estudo da visão computacional tem como objetivo a utilização de técnicas de processamento de imagens de forma a extrair automaticamente ou semi-automaticamente, informações de interesse sobre objetos. Neste projeto será desenvolvido um sistema para realizar a reconstrução 3D de superfícies rugosas com o objetivo de compreender os fenômenos envolvidos na interação interfacial entre superfícies rugosas, como os existentes na corrosão e na tribologia (ciência que estuda o atrito, o desgaste e a lubrificação). Normalmente a rugosidade é determinada por meio de apalpadores físicos, ou por iluminação (rugosidade laser) ao longo de uma linha. No entanto, o contato estabelecido entre os planos, ocorre necessariamente entre os picos mais altos da superfície, que nem sempre correspondem aos picos ao longo da linha. Assim, para a determinação do real contato entre as superfícies, é fundamental que a superfície rugosa 3D seja reconstruída. Para realizar a reconstrução, será utilizado um microscópio e uma câmera, ambos estereoscópicos. A reconstrução será tentada por meio de diversas técnicas: 1. automática utilizando SIFT, ICP, RANSAC aprimorado e algumas imagens; 2. automática utilizando laser aplicado sobre a superfície e filmagem estereoscópica para definir pontos característicos, em seguida será utilizado o método RANSAC aprimorado; 3. método automático utilizando câmera calibrada e luz estruturada. Todos os três métodos serão desenvolvidos e aplicados, e os erros envolvidos serão determinados. Este trabalho será desenvolvido em parceria com o Laboratório de Fenômenos de Superfície do Departamento de Engenharia Mecânica da EPUSP. Uma vez que com a geometria reconstruída, serão determinados os pontos de contato entre as superfícies. O candidato possui um conjunto de ferramentas que foi desenvolvido durante o seu pós-doutoramento (com bolsa CNPq) e o doutoramento (com bolsa do governo japonês). As seguintes ferramentas já foram desenvolvidas: 1. determinação pontos característicos (SIFT); 2. determinação do mapeamento entre pontos característicos (ICP); 3. determinação da geometria epipolar a partir de 7 pares de pontos; 4. validação da geometria epipolar (RANSAC aprimorado) onde é preservada a topologia do objeto observado; e 5. determinação dos pontos 3D no espaço.O candidato é bolsista de pós-doutoramento do CNPq até 31.12.2011.

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

TAKIMOTO, ROGERIO YUGO; GUERRA TSUZUKI, MARCOS DE SALES; VOGELAAR, RENATO; MARTINS, THIAGO DE CASTRO; SATO, ANDRE KUBAGAWA; IWAO, YUMA; GOTOH, TOSHIYUKI; KAGEI, SEIICHIRO. 3D reconstruction and multiple point cloud registration using a low precision RGB-D sensor. MECHATRONICS, v. 35, p. 11-22, MAY 2016. (11/22402-8)

TAKIMOTO, ROGERIO Y.; TSUZUKI, MARCOS S. G.; VOGELAAR, RENATO; MARTINS, THIAGO C.; IWAO, YUMA; GOTOH, TOSHIYUKI; KAGEI, SEIICHIRO; GALLO, GIULLIANO B.; GARCIA, MARCOS A. A.; TIBA, HAMILTON; et al. Shape Reconstruction from Multiple RGB-D Point Cloud Registration. 2014 12TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL INFORMATICS (INDIN), v. N/A, p. 2-pg., 2014-01-01. (11/22402-8)

MARTINS, THIAGO C.; TSUZUKI, MARCOS S. G.; TAKIMOTO, ROGERIO Y.; BARARI, AHMAD; GALLO, GIULLIANO B.; GARCIA, MARCOS A. A.; TIBA, HAMILTON; IEEE. Algorithmic Iterative Sampling in Coordinate Metrology Plan for Coordinate Metrology Using Dynamic Uncertainty Analysis. 2014 12TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL INFORMATICS (INDIN), v. N/A, p. 2-pg., 2014-01-01. (11/22402-8, 12/51219-0)

SILVA FILHO, JOAO BATISTA M.; TSUZUKI, MARCOS S. G.; UEDA, EDSON K.; MARTINS, THIAGO C.; TAKIMOTO, ROGERIO Y.; GALLO, GIULLIANO B.; GARCIA, MARCO A. A.; TIBA, HAMILTON; IEEE. Mesh Generation for Surfaces with Distinct Boundary Segmentation. 2014 12TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDUSTRIAL INFORMATICS (INDIN), v. N/A, p. 2-pg., 2014-01-01. (11/22402-8)