Determinação da velocidade de um objeto, a partir de uma seqüência de imagens, aplicando as equações de colinearidade modificadas

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Este trabalho apresenta uma metodologia para a determinação da velocidade de um objeto, a partir de uma seqüência de imagens obtidas com uma filmadora digital - Sony DSR-200 A (720 x 480 pixels). Para tanto, o procedimento é fundamentado em duas fases distintas: a identificação e localização do objeto na imagem e a determinação da velocidade do objeto. A identificação do objeto e a determinação das suas coordenadas na imagem é realizada a partir dos fundamentos da área de Processamento Digital de Imagens, envolvendo principalmente o processo de segmentação. A obtenção da velocidade do objeto é realizada a partir das equações de colinearidade modificadas, corrigindo-se, assim, os erros devido às inclinações da câmara (processo de retificação de imagens). O procedimento é desenvolvido partindo-se do conhecimento: dos elementos de Orientação interior, dos elementos de Orientação exterior, dos intervalos de tempo entre as tomadas fotográficas e das coordenadas altimétricas da área (considerada como plana). Os elementos de orientação interior são determinados num processo de calibração (pré-calibração). Os parâmetros de orientação exterior da câmara são determinados somente uma vez, são considerados constantes para as várias imagens, pois a filmadora permanece em uma posição fixa. Para validar o procedimento foi desenvolvido um protótipo e uma cena em laboratório, simulando um veículo em movimento numa rodovia. Vários testes foram realizados nessa cena, cujos resultados mostraram a viabilidade do procedimento.

This work presents a methodology for the determination of the speed of an object, starting from a sequence of images obtained with a digital movie camera - Sony DSR-200 A (720 x 480 pixels). Therefore, the procedure is based on two different phases: the identification and location of the object in the image and the determination of the speed of the object. The identification of the object and the determination of their coordinates in the image are accomplished starting from the foundations of the area of Image Digital Processing, involving mainly the segmentation process. The obtaining of the speed of the object is accomplished starting from the equations of modified co-linearity, correcting, thus, the mistakes due to the inclinations of the camera (process of rectification of images). The procedure is developed starting from the knowledge of the elements of interior Orientation, of the elements of external Orientation, from intervals of time in between photographic takings and from the coordinates altimeter measurements of the area (considered as a plane one). The elements of interior orientation are determined in a calibration process (pre-calibration). The parameters of external orientation of the camera is determined only once, they are also considered constant for the several images, because the movie camera is kept in a fixed position. To validate the procedure a prototype was developed and a scene in laboratory, simulating a vehicle in movement on a highway. Several tests were accomplished in this scene, whose results showed the viability of the procedure.