Processamento de Imagens em Tempo Real (PITER)

Processamento de Imagens em Tempo Real (PITER)
Autores
Paulo Eduardo Ubaldino de Souza ([email protected]), Lélio Walter Pinheiro Junior ([email protected]), Mauricio Pozzobon Martins ([email protected]),
Marco A. Pizani Domiciano ([email protected]),Alexandre da Silva Xavier([email protected]), Felipe Leonardo Lôbo Medeiros ([email protected])
Instituto de Estudos Avançados /CTA - São José dos Campos – SP - Tel. (12) 3947-5352
Resumo
Patrocinado pelo EMAER, com recursos assegurados pelos próximos nove anos, o PITER é um projeto audacioso, que pretende gerar o conhecimento necessário para o desenvolvimento de um
sistema de navegação aérea autônomo, capaz de se localizar através de comparação de imagens, geradas pelos seus sensores, com um banco de dados embarcado e de computar desvios e replanejar
sua navegação, por meio de algoritmos de inteligência artificial. Vários subprodutos serão gerados ao longo do processo, tais como um sistema de monitoramento de áreas com imagens de satélites e
a definição de uma base de dados geográfica para gerar modelos de elevação do terreno, que poderão ser utilizados em planejamentos de missões aéreas e posicionamento de radares de defesa aérea.
INTRODUÇÃO
Dentro da concepção estratégica do Ministério da Defesa, a Navegação Automática de
Precisão é citada como uma das tecnologias de interesse da Defesa Nacional. Esta
tecnologia envolve a capacidade de veículos aéreos identificarem posições na superfície,
por meio de sensores embarcados e replanejar sua navegação de maneira inteligente
conforme mudanças de cenários em tempo real.
A proposta do PITER é adquirir o conhecimento técnico necessário para dominar esta
tecnologia, modelando um sistema demonstrador de navegação aérea, configurável,
capaz de utilizar diversos algoritmos, dando ênfase à velocidade, robustez ou precisão,
de acordo com as características do veículo a ser controlado.
Base de Dados Geográfica (BDG)
Definição das características da base de dados e a sistemática de aquisição,
processamento e distribuição destes dados.
Entre os processamentos, podem ser citados:
•Geração e avaliação de modelos digitais do terreno gerados por pares estereoscópicos
(sensores ópticos) ou por interferometria (RADAR).
•Geração de telas de fundo para displays de aeronaves, simuladores de vôo,
planejadores de missão e sistemas de C3I.
UAV
UAV
Célula
Célula
Motor
Motor
Carga
Carga Útil
Útil
PITER
Controle
Controle
Embarcado
Embarcado
Teleguiado
Teleguiado
Posição
Posição
GPS
GPS
Inercial
Inercial
Estação
Estação de
de terra
terra
Imagem
Imagem
Navegação
Navegação
2D
2D
3D
3D
Estabilidade
Estabilidade
Fonte: Internet
Fonte: FlightGear
Fonte: PROSAR
Processamento de Imagens (PDI)
Sistema de Monitoramento Aéreo e por Satélite do Campo de Provas Brigadeiro
Velloso (SIVISAT)
Elaboração de algoritmos de visão computacional e processamentos de imagens, em
sistemas embarcados autônomos, capazes de efetuar reconhecimento de padrões,
extração de feições 2D e reconstrução 3D, em tempo real.
Acompanhamento da navegação em tempo real com notebook e GPS acoplados.
Apresentação (AP)
Demonstrador de Navegação Aérea (DNav)
Desenvolvimento de um simulador de navegação aérea autônoma por imagens.
Inicialmente será desenvolvido, em ambiente MS-Windows®, um aplicativo capaz de
reconhecer feições, armazenadas em sua base de dados geográfica, em imagens
geradas por sensores ópticos e gerar informações de posição relativa em duas
dimensões (rotação e translação).
Posteriormente, este aplicativo deverá ser embarcado em uma plataforma móvel com
sistema operacional capaz de processamento em tempo real.
Cálculo do caminho mais seguro
Demonstração do conceito do PITER em ambiente MS-Windows© através de
bibliotecas de processamento de imagens disponíveis na Internet.
Ameaças
Obstáculos
Vent
o