Orientador: Antonio Maria Garcia Tommaselli / Resumo: Com a disponibilidade de câmaras digitais, dados de posicionamento por satélites (GPS) e sistemas inerciais (INS), tornaram-se possíveis novas aplicações que envolvem a obtenção de produtos cartográficos em quase tempo real (após o processamento dos dados coletados em vôo), como o monitoramento de desastres ambientais. Tais aplicações necessitam de informações georreferenciadas com características de rapidez e confiabilidade, que podem ser obtidas pela técnica fotogramétrica digital, apoiada pelos sensores que fornecem a orientação direta da câmara. Em geral, os parâmetros fornecidos pelos sensores de orientação utilizados para mapeamento não possuem a acurácia necessária para eliminar totalmente a paralaxe vertical do modelo e, por conseguinte, a visualização estereoscópica da cena fica prejudicada. Para resolver este problema, propôs-se uma metodologia que é baseada na compatibilização dos parâmetros de orientação direta (GPS + INS), mediante um modelo de coplanaridade modificado, num ajustamento pelo método dos Mínimos Quadrados. Os valores observados correspondem a pontos homólogos medidos automaticamente no modelo por técnicas de correlação por área. Após o refinamento dos parâmetros de orientação exterior (OE), as imagens são normalizadas por meio de uma reamostragem epipolar, com intuito de proporcionar uma melhor visualização estereoscópica da cena e auxiliar o processo de geração automática de Modelos Digitais de Terreno. Neste sentido, módulos computacionais foram desenvolvidos em linguagem C++ para a geração totalmente automática de estereomodelos em quase tempo real. Experimentos com dados simulados e reais foram conduzidos, na ordem de verificar a eficácia da metodologia com respeito a eliminação da paralaxe vertical do modelo e a acurácia das coordenadas no espaço objeto calculadas por intersecção...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the availability of digital cameras, satellite positioning systems (GPS) and inertial navigation systems (INS), new applications such as fast cartography and real time environmental monitoring became feasible. Such applications require georeferenced information with characteristics of speed and reliability that can be obtained by digital photogrammetry, using additional data from sensors of direct orientation. Generally, the parameters supplied by the sensors are under the required accuracy to elimine the vertical parallax in the model. To solve this problem, the methodology proposed in this project is based on the reprocessing of the parameters of orientation supplied by the sensors, using a modified coplanarity model. The observations are the images coordinates automatically measured in each image using an area-based correspondence method. After the EO parameters refinement, using the modified coplanarity model, the images are normalized through an epipolar resampling, in order to provide a confortable stereoscopic visualization of the model, since vertical parallax is eliminated, and to facilitate the process of automatic Digital Terrain Model generation. In order to test the proposed approach, computational programs were developed in C++ language, enabling the full automatic generation of estereomodelos in almost real time. Experiments with simulated and real data were performed, in order to verify the performance of the method with respect to y-parallax elimination and accuracy of reconstructed object space coordinates. These experiments are presented and discussed showing the effectiveness of the proposed approach for automatic generation of stereo models. / Mestre

Resumo: Atualmente, sensores de posição e orientação podem ser adquiridos e integrados com um custo relativamente baixo, fornecendo resultados promissores em aplicações como o mapeamento. Neste contexto, câmaras digitais de pequeno e médio formato proporcionam novos horizontes aos processos de mapeamento, devido às diversas vantagens sobre sistemas convencionais, como custo reduzido, pequenas dimensões, menor peso e fácil manejo. Mas, fatores como estabilidade geométrica e resolução dos sensores ainda podem se tornar limitantes para determinadas aplicações, devendo ser observados e corrigidos nos processos de produção. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo o estudo e implementação de hardware e software para permitir o sincronismo entre o receptor GPS e câmaras digitais para aplicações de mapeamento. O sincronismo baseou-se no uso do sistema operacional Linux com modificações em seu núcleo, juntamente com o software NTP, responsável por sincronizar o relógio do computador usando uma referência de tempo externa, no caso o PPS de um receptor GPS. A validação foi realizada comparando-se diretamente os instantes registrados pelo sistema comercial SPAN-CPT e a técnica proposta neste trabalho. Além disto, os Centros Perspectivos determinados pelas técnicas implementadas foram usados em experimentos com fototriangulação de um bloco de imagens, possibilitando a análise das discrepâncias da fototriangulação nos pontos de verificação. O resultado do sincronismo apresentou pequenas discrepâncias em relação ao sistema comercial, implicando na determinação das coordenadas dos CPs com boa qualidade, permitindo seu uso em mapeamento e em outras aplicações. / Abstract: Currently, position and orientation sensors can be acquired and integrated with affordable costs, providing valuable results in mapping applications. In this context, small and medium format digital cameras are offering new horizons in mapping processes, due to several advantages when compared to conventional systems, like: low cost, low size, less weight and easy of handling. However, its internal stability and resolutions can limit use in some applications. This work aims at the study and implementation of hardware and software components for synchronization of a GPS receiver and digital cameras for mapping applications. Synchronization was based on Linux operational system with a modified kernel, and NTP software, used to synchronize computer time with the GPS reference time, through the 1 PPS pulse. The validation of the implemented system was done by comparing directly the recorded events from a commercial navigation system (SPAN-CPT) and from the proposed techniques. Furthermore, the PC coordinate determined by these techniques were used in an aerial triangulation, enabling the analysis of discrepancies in the checkpoints. The result of the synchronization showed small discrepancies with the commercial system, resulting in the determination of the PC coordinates with good quality, enabling its use in mapping and several other applications. / Orientador: Antonio Maria Garcia Tommaselli / Coorientador: Paulo de Oliveira Camargo / Banca: Edson Aparecido Mitishita / Banca: Julio Kiyoshi Hasegawa / Mestre