Modelagem tridimensional de superfícies utilizando imagem Tof - Estudo com a câmara PMD Camcube 2.0

Abstract

Resumo: Neste trabalho estudou-se a modelagem tridimensional de superfícies utilizando imagens TOF (Time-Of-Flight), para isto avaliou-se a qualidade dos dados obtidos com a câmara MD[vision]®CamCube 2.0. Este equipamento calcula a distância de objetos em relação ao seu sensor utilizando o princípio TOF. Com o objetivo de corrigir a geometria dos dados contidos na imagem foram calculados Parâmetros de Orientação Interior (POI) através do processo de calibração da câmara. Estes parâmetros definem a geometria interior do sistema de lentes e permitem fazer as correções geométricas necessárias. Outro fator que influenciou na qualidade dos dados foi à presença de ruído em função da iluminação, que pode ser controlada variando o tempo de integração na aquisição das imagens. Duas opções para a redução do ruído foram analisadas: filtragem no domínio espacial e no tempo de integração. Experimentos com os filtros passa-baixas pela média e mediana foram realizados a fim de reduzir o ruído no domínio espacial. Com a mesma finalidade, a média para cada tempo de integração foi calculada a partir de uma série de cinco imagens tomadas com o mesmo ponto de vista. A partir destes experimentos foi determinado o melhor tempo de integração para a aquisição da imagem. A etapa seguinte consistiu na segmentação da imagem para identificar superfícies do objeto de estudo. Em uma primeira abordagem aplicou-se o método de crescimento de regiões utilizando a distância do ponto ao plano como critério de similaridade. A segunda abordagem utilizou o cálculo de autovalores locais para gerar uma nova imagem, onde as bordas dos objetos foram evidenciadas. Esta nova imagem foi segmentada para obter superfícies de interesse do objeto através do algoritmo de deslocamento pela média. A partir do arquivo com as distâncias da imagem TOF e dos POI, píxeis da imagem segmentada foram projetados ortogonalmente, gerando uma nuvem de pontos com coordenadas 3D. Com isto, as dimensões de arestas do objeto foram comparadas com medidas de referência, encontrando-se diferenças na ordem de 2 centímetros. Finalizando o estudo as superfícies do objeto foram modeladas tridimensionalmente.