Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-03-03T19:31:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Versao_Definitiva_Henrique Jose Lins Ferreira de Andrade.pdf: 7026241 bytes, checksum: c852dc881bdb41715a053e5b7688ef44 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Versao_Definitiva_Henrique Jose Lins Ferreira de Andrade.pdf: 7026241 bytes, checksum: c852dc881bdb41715a053e5b7688ef44 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / CAPES / Como determinadas formas arquitetônicas inseridas no espaço físico no presente, poderiam ser reconstruídas no futuro? A reconstrução tridimensional (3D) de determinado objeto permite sua melhor visualização e assimilação. Todavia, isso só se faz possível quando há precisão nas informações coletadas. Dentre as diversas técnicas existentes para obter estas informações, a varredura a laser mostra-se adequada para determinadas situações. O presente trabalho tem por objetivo mostrar as potencialidades da técnica de varredura a laser adequada ao levantamento de bens materiais do patrimônio histórico de Igarassu/PE e Olinda/PE. Inicialmente com os objetos de estudo definidos [Igreja e Recolhimento do Sagrado Coração de Jesus (Igarassu), Igreja dos Santos Cosme e Damião (Igarassu) e Igreja do Antigo Convento de Nossa Senhora do Carmo de Olinda (Olinda)], foram realizadas varreduras a laser em campo das fachadas principais destas igrejas e depois foi efetuado o processamento destes dados obtidos através de programas computacionais específicos. Os resultados obtidos através da varredura a laser, ou seja, reconstruções tridimensionais das fachadas dos objetos de estudo foram comparados com medições em campo e elevações das fachadas destas igrejas elaboradas por profissionais de Arquitetura. Com isso pode-se constatar algumas vantagens e desvantagens da técnica de varredura a laser para a documentação do patrimônio histórico. Portanto, este trabalho pode servir como base para área de projeto de preservação de sítios e monumentos históricos, devido à necessidade de se documentar os objetos de forma rápida e precisa

Os processos tradicionais de construção de protótipos são caros, demorados e necessitam de profissionais altamente qualificados. Devido à grande importância de protótipos nas mais diversas áreas, há mais de uma década empresas e instituições de vários países vêm desenvolvendo diversas técnicas de prototipagem rápida. A estereolitografia é um processo de prototipagem rápida que permite construir protótipos sólidos tridimensionais em pouco tempo a um custo relativamente baixo. A estereolitografia é um processo no qual o protótipo é formado pela sobreposição de camadas sólidas extremamente finas formadas à partir de uma resina líquida fotopolimerizavel com luz ultra violeta. Devido à necessidade de um grande número de camadas para se conseguir uma boa resolução e, pela abrangência e complexidade envolvida, torna-se necessária a integração do sistema pela automação do processo. Neste trabalho apresentamos a automação de um sistema de estereolitografia que realiza a construção de peças pela projeção das camadas a serem litografadas. Desenvolvemos também o suporte para a automação de um processo de estereolitografia por varredura de laser de ultra violeta que permite a construção de peças mais complexas projetadas por computador. Este último processo não foi implementado pela não disponibilidade do laser de ultra violeta e da ótica associada / Traditional prototype construction processes are expensive, slow and require highly qualified professionals. Due to the great importance of prototypes in the many areas, for more than one decade companies and institutions of many countries have been developing rapid prototyping techniques. Stereolithography is a rapid prototyping technique for low time, low cost, construction of three-dimentional solid prototypes. In stereolithography the prototype is formed by the fusion and adherence of extremely fine solid layers made of a liquid resin, fotopolimerized by ultra violet light. Because the method requires a great number of layers to obtain a good resolution and due to its associated complexity, automation is necessary to integrate the varios parts of the stereolithography system. In this work we present the automation of a stereolithography system that accomplishes the construction of prototyping using a projection of the layers to be lithographed. We also developed the support for the automation of a stereolithography process using laser scanning which allows the construction of more complex computer aided designed prototypes. This laser scanning process was not implemented due to the non availability of the ultra violet laser and associated optics

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de pós-graduação em Ciências Mecâncias, 2008. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-13T23:30:04Z No. of bitstreams: 1 2008_LucianoSelvaGinani.pdf: 6242846 bytes, checksum: 682889473487bde256638d9042a1a436 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-13T23:30:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_LucianoSelvaGinani.pdf: 6242846 bytes, checksum: 682889473487bde256638d9042a1a436 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-13T23:30:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_LucianoSelvaGinani.pdf: 6242846 bytes, checksum: 682889473487bde256638d9042a1a436 (MD5) / A grande maioria dos sistemas atuais de digitalização tridimensional de superfícies baseia-se no uso de sensores de posicionamento para a medição da rotação de uma fonte emissora de luz. Esses sensores impõem restrições sobre o volume e a distância de trabalho do digitalizador e, como a reconstrução é normalmente baseada em equações de triangulação, eles também geram incertezas de medição devido à relação não-linear entre a posição angular e a distância. Para superar essas dificuldades, removendo a necessidade do uso de sensores angulares de posição de alto custo e aumentando a distância de medição, apresenta-se nesse trabalho o desenvolvimento de um sistema de digitalização tridimensional de superfícies compacto, de fácil transporte e auto-calibrável. Com o uso de técnicas de visão computacional elimina-se a necessidade de qualquer tipo de sensor de posicionamento e com o sistema de auto-calibração desenvolvido dispensa-se a necessidade de outros sistemas de medição para a calibração. Todas as técnicas de calibração de câmeras, processamento de imagens e a arquitetura completa do sistema são discutidas e apresentadas junto com um comparativo do sistema desenvolvido e sistema comerciais e em desenvolvimento em diferentes instituições de pesquisa e desenvolvimento. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Most of today’s 3D laser scanning systems for object model digitalization rely on angular position sensors to measure rotation of a laser diode and to reconstruct the object. However, those types of sensors restrict the object size in target and its distance from the image sensor, since reconstruction is usually based on equations for geometric triangulation, leading to high measurement errors due to the non-linear relation between angular positions and distances. In order to overcome the need of high cost angular position sensors and to increase measurement distances it is proposed here a 3D surface scanner based on computer vision that is compact, easy to transport and self-calibrated. The system calibration includes camera calibration using radial alignment constraints, image processing routines and determination of system parameters. The complete system architecture with two laser diodes and a single camera is shown, the theoretical basis, hardware implementation and practical results obtained are presented, discussed and compared with different systems available.

Os processos tradicionais de construção de protótipos são caros, demorados e necessitam de profissionais altamente qualificados. Devido à grande importância de protótipos nas mais diversas áreas, há mais de uma década empresas e instituições de vários países vêm desenvolvendo diversas técnicas de prototipagem rápida. A estereolitografia é um processo de prototipagem rápida que permite construir protótipos sólidos tridimensionais em pouco tempo a um custo relativamente baixo. A estereolitografia é um processo no qual o protótipo é formado pela sobreposição de camadas sólidas extremamente finas formadas à partir de uma resina líquida fotopolimerizavel com luz ultra violeta. Devido à necessidade de um grande número de camadas para se conseguir uma boa resolução e, pela abrangência e complexidade envolvida, torna-se necessária a integração do sistema pela automação do processo. Neste trabalho apresentamos a automação de um sistema de estereolitografia que realiza a construção de peças pela projeção das camadas a serem litografadas. Desenvolvemos também o suporte para a automação de um processo de estereolitografia por varredura de laser de ultra violeta que permite a construção de peças mais complexas projetadas por computador. Este último processo não foi implementado pela não disponibilidade do laser de ultra violeta e da ótica associada / Traditional prototype construction processes are expensive, slow and require highly qualified professionals. Due to the great importance of prototypes in the many areas, for more than one decade companies and institutions of many countries have been developing rapid prototyping techniques. Stereolithography is a rapid prototyping technique for low time, low cost, construction of three-dimentional solid prototypes. In stereolithography the prototype is formed by the fusion and adherence of extremely fine solid layers made of a liquid resin, fotopolimerized by ultra violet light. Because the method requires a great number of layers to obtain a good resolution and due to its associated complexity, automation is necessary to integrate the varios parts of the stereolithography system. In this work we present the automation of a stereolithography system that accomplishes the construction of prototyping using a projection of the layers to be lithographed. We also developed the support for the automation of a stereolithography process using laser scanning which allows the construction of more complex computer aided designed prototypes. This laser scanning process was not implemented due to the non availability of the ultra violet laser and associated optics

Submitted by Biblioteca de Arquitetura (bibarq@ufba.br) on 2016-08-19T18:44:54Z No. of bitstreams: 1 T_Natalie Groetelaars.pdf: 17129432 bytes, checksum: 9fde811cc16c2faf7b5090b3e65d9dbc (MD5) / Approved for entry into archive by Edilene Costa (ec@ufba.br) on 2016-09-01T13:35:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 T_Natalie Groetelaars.pdf: 17129432 bytes, checksum: 9fde811cc16c2faf7b5090b3e65d9dbc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-01T13:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 T_Natalie Groetelaars.pdf: 17129432 bytes, checksum: 9fde811cc16c2faf7b5090b3e65d9dbc (MD5) / Este trabalho fundamenta e demonstra o uso do 3D Laser Scanning e da técnica Dense Stereo Matching (DSM) para a captura das informações geométricas, usadas como referência para a Modelagem da Informação da Construção (Building Information Modeling - BIM) de edificações existentes. O trabalho foi desenvolvido a partir do embasamento teórico sobre o tema e da realização de experimentos. Os aspectos teóricos estão relacionados a fundamentos de documentação arquitetônica, finalidade e nível de detalhe, estado da arte das técnicas de levantamento cadastral, estudo aprofundado sobre 3D Laser Scanning e Dense Stereo Matching - DSM, métodos de processamento da "nuvem de pontos" e pesquisa sobre uso da tecnologia BIM em edificações existentes, incluindo a integração com o modelo de "nuvem de pontos". Os procedimentos experimentais consistiram no estudo e apreensão de ferramentas para DSM, de programas para processamento de "nuvens de pontos" e de ferramenta CAD/BIM, visando estar processos e avaliar os produtos gerados, e dando suporte ao estudo de caso: modelagem BIM de edificação histórica. A modelagem da Capela de Nossa Senhora da Escada no programa Revit permitiu o teste e a proposição de métodos de trabalho associados às finalidades e características específicas do modelo, aos diferentes níveis de detalhamento e precisão, com uso integrado de diversas técnicas de levantamento, especialmente a varredura a laser e o DSM. Os experimentos realizados permitiram mostrar as potencialidades da integração de tecnologias visando a geração de modelos BIM mais precisos e de maior qualidade, incluindo a modelagem de formas complexas e a aplicação de texturas fotorrealísticas. Apesar dos bons resultados alcançados e da gama de aplicações do modelo BIM, é importante ressaltar alguns aspectos: a morosidade e a complexidade do processo de modelagem BIM de edificações existentes dotadas de alto nível de detalhe, os problemas de interoperabilidade (conversão de formatos de arquivos) e a necessidade de uso integrado de diferentes tecnologias, visando suprir as limitações de cada uma delas.

Submitted by Fernanda Magri Torres null (nanda_fmt@hotmail.com) on 2016-05-23T12:48:36Z No. of bitstreams: 1 TORRES_FM_Dissertação_2016.pdf: 3116110 bytes, checksum: 16246177d1049fd90ac81bbb011d622f (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-31T12:13:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 torres_fm_me_prud.pdf: 3116110 bytes, checksum: 16246177d1049fd90ac81bbb011d622f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-31T12:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 torres_fm_me_prud.pdf: 3116110 bytes, checksum: 16246177d1049fd90ac81bbb011d622f (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com o avanço da tecnologia, sistemas de varredura a LASER vêm sendo cada vez mais utilizados como alternativa e, principalmente, como fonte de dados complementar aos procedimentos fotogramétricos convencionais em atividades de mapeamento e estudos ambientais. Os principais motivos que incentivaram o uso de sistemas a varredura a LASER para fins de mapeamento são o levantamento tridimensional da cena e a característica de “penetração” do sinal na vegetação. Apesar destas vantagens, o custo de sistemas de varredura a LASER e das missões de aerolevantamento é alto. Estudos que dependem de Sensoriamento Remoto aéreo com alta frequência temporal são muitas vezes limitados, pois os métodos convencionais aéreos com veículos tripulados são geralmente caros e, assim, não são acessíveis para estudos detalhados que requerem informação de séries temporais de pequenas áreas. Para estas situações, a nova tecnologia baseada em VANT pode ser uma alternativa viável e de baixo custo. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e avaliação de uma plataforma de mapeamento de baixo custo, composta por um sistema de varredura a LASER embarcado em VANT, destacando-se as etapas de integração e sincronização do sistema de varredura a LASER com os sistemas de posicionamento e navegação integrados, a aquisição e processamento dos dados e a interpretação e análise dos resultados visando avaliar a precisão obtida e a aplicabilidade do sistema em áreas de florestas. Para a avaliação do sistema foram realizados experimentos em duas áreas distintas com diferentes alturas de voo, comprovando-se que esta tecnologia pode ser usada para a geração de dados tridimensionais. / Technology development has improving the use of LASER scanning systems as an alternative and, mainly, as a complementary data source to conventional photogrammetric procedures in mapping and environmental study activities. The main reasons that encouraged the use of LASER scanning systems for mapping purposes are the three-dimensional surveying of the scene and the characteristic of signal penetration in vegetation. Despite these advantages, costs of LASER scanning systems and airborne surveying missions are high. Studies that depend on aerial Remote Sensing with high temporal frequency are often limited because aerial conventional methods with manned aircrafts are generally expensive and so are affordable for detailed studies of small areas requiring temporal series information. For these situations, the new lightweight UAV-based technology can be a viable and cost effective alternative. This work deals with the development and evaluation of a low cost mapping platform composed by a LASER scanning system boarded in a small UAV, highlighting the steps of integration and synchronization of the LASER scanning system with the positioning and navigation systems integrated, the acquisition and processing of data and the interpretation and analysis of the results obtained to evaluate the precision and applicability of the system in forest areas. Experimental assessment was done in two areas with different flight heights and the results were compatible with the required accuracy.

Essa pesquisa tem por objetivo compreender o papel da documentação arquitetônica nos processos de restauração e salvaguarda do patrimônio material, com foco no levantamento arquitetônico por 3D Laser Scanning terrestre e tendo como caso de estudo o Palacete Teresa Lara, importante exemplar de arquitetura eclética do centro de São Paulo, tombado pelo CONPRESP, que foi objeto de projeto e obras de restauração. A documentação arquitetônica mostra-se importante ferramenta para a tarefa de transmissão do patrimônio às futuras gerações. É objeto de estudo de instituições ligadas ao campo disciplinar do restauro e existe consenso de que o registro e a produção de material de levantamento auxiliam na gestão e tomadas de decisão sobre o futuro dos monumentos. Para tanto, é necessário que exista o entendimento de seus aspectos físicos e configurações espaciais, além da compreensão de aspectos intangíveis do patrimônio, como sua história, condição social e relações políticas, culturais e econômicas. A documentação, o registro e a gestão da informação não são entendidos como um fim em si mesmos, mas como ferramenta para o processo de tomada de decisão projetual de conservação, sendo parte importante das etapas de pesquisa e investigação do monumento. Dessa forma, a pesquisa apresenta os benefícios que devem ser observados e que justificam o registro apurado do patrimônio histórico e fundamenta a técnica de levantamento cadastral 3D Laser Scanning terrestre, em edificações históricas. A pesquisa ainda procura compreender o debate teórico contemporâneo, com a atualização e ampliação dos conceitos da Teoria da Restauração, de Cesare Brandi, de forma a entender a relação entre a tecnologia e a teoria, e a efetiva contribuição dos avanços técnicos na prática da Restauração. Finalmente, diante da base teórica e técnica já apresentadas, a pesquisa estuda como a tecnologia de 3D Laser Scanning para levantamento cadastral foi empregada no Palacete Teresa Lara, e quais contribuições a técnica trouxe para os procedimentos e dinâmicas inerentes à obra. / The aim of this research is to understand the role of architectural documentation in the restoration and safeguarding of material heritage, focusing on the architectural survey by 3D Terrestrial Laser Scanning, having as a case study the Palacete Teresa Lara, an important eclectic architecture sample in São Paulo, registered by CONPRESP, which was the object of project and restoration works. Architectural documentation is an important tool for the task of transmitting assets to future generations. It is the object of study of institutions related to the disciplinary field of conservation and there is a consensus that the registration and production of survey material help in the management and decision making on the future of monuments. Therefore, it is necessary to have an understanding of its physical aspects and spatial configurations, as well as the understanding of intangible aspects of heritage, such as its history, social condition and political, cultural and economic relations. Documentation, registration and information management are not understood as an end in themselves, but as a tool for the conservation decision-making process, being an important part of the research and investigation stages of the monument. In this way, the research presents the benefits that must be observed and that justify the accurate recording of the historical heritage and bases the technique of cadastral surveying 3D Terrestrial Laser Scanning, in historical buildings. The research also seeks to understand the contemporary theoretical debate, with the updating and expansion of the concepts of the Theory of Restoration, by Cesare Brandi, in order to understand the relationship between technology and theory, and the effective contribution of technical advances in Restoration practice . Finally, in view of the theoretical and technical base already presented, the research studies how the 3D Laser Scanning technology for survey was used in the Palacete Teresa Lara, and what contributions the technique brought to the procedures and dynamics inherent to the work.

Essa pesquisa tem por objetivo compreender o papel da documentação arquitetônica nos processos de restauração e salvaguarda do patrimônio material, com foco no levantamento arquitetônico por 3D Laser Scanning terrestre e tendo como caso de estudo o Palacete Teresa Lara, importante exemplar de arquitetura eclética do centro de São Paulo, tombado pelo CONPRESP, que foi objeto de projeto e obras de restauração. A documentação arquitetônica mostra-se importante ferramenta para a tarefa de transmissão do patrimônio às futuras gerações. É objeto de estudo de instituições ligadas ao campo disciplinar do restauro e existe consenso de que o registro e a produção de material de levantamento auxiliam na gestão e tomadas de decisão sobre o futuro dos monumentos. Para tanto, é necessário que exista o entendimento de seus aspectos físicos e configurações espaciais, além da compreensão de aspectos intangíveis do patrimônio, como sua história, condição social e relações políticas, culturais e econômicas. A documentação, o registro e a gestão da informação não são entendidos como um fim em si mesmos, mas como ferramenta para o processo de tomada de decisão projetual de conservação, sendo parte importante das etapas de pesquisa e investigação do monumento. Dessa forma, a pesquisa apresenta os benefícios que devem ser observados e que justificam o registro apurado do patrimônio histórico e fundamenta a técnica de levantamento cadastral 3D Laser Scanning terrestre, em edificações históricas. A pesquisa ainda procura compreender o debate teórico contemporâneo, com a atualização e ampliação dos conceitos da Teoria da Restauração, de Cesare Brandi, de forma a entender a relação entre a tecnologia e a teoria, e a efetiva contribuição dos avanços técnicos na prática da Restauração. Finalmente, diante da base teórica e técnica já apresentadas, a pesquisa estuda como a tecnologia de 3D Laser Scanning para levantamento cadastral foi empregada no Palacete Teresa Lara, e quais contribuições a técnica trouxe para os procedimentos e dinâmicas inerentes à obra. / The aim of this research is to understand the role of architectural documentation in the restoration and safeguarding of material heritage, focusing on the architectural survey by 3D Terrestrial Laser Scanning, having as a case study the Palacete Teresa Lara, an important eclectic architecture sample in São Paulo, registered by CONPRESP, which was the object of project and restoration works. Architectural documentation is an important tool for the task of transmitting assets to future generations. It is the object of study of institutions related to the disciplinary field of conservation and there is a consensus that the registration and production of survey material help in the management and decision making on the future of monuments. Therefore, it is necessary to have an understanding of its physical aspects and spatial configurations, as well as the understanding of intangible aspects of heritage, such as its history, social condition and political, cultural and economic relations. Documentation, registration and information management are not understood as an end in themselves, but as a tool for the conservation decision-making process, being an important part of the research and investigation stages of the monument. In this way, the research presents the benefits that must be observed and that justify the accurate recording of the historical heritage and bases the technique of cadastral surveying 3D Terrestrial Laser Scanning, in historical buildings. The research also seeks to understand the contemporary theoretical debate, with the updating and expansion of the concepts of the Theory of Restoration, by Cesare Brandi, in order to understand the relationship between technology and theory, and the effective contribution of technical advances in Restoration practice . Finally, in view of the theoretical and technical base already presented, the research studies how the 3D Laser Scanning technology for survey was used in the Palacete Teresa Lara, and what contributions the technique brought to the procedures and dynamics inherent to the work.

[pt] Os Robôs Móveis são cada vez mais inteligentes, para que eles tenham a capacidade de semover livremente no interior deumambiente, evitando obstáculos e sem assistência de um ser humano, precisam possuir um conhecimento prévio do ambiente e de sua localização. Nessa situação, o robô precisa construir um mapa local de seu ambiente durante a execução de sua missão e, simultaneamente, determinar sua localização. Este problema é conhecido como Mapeamento e Localização Simultâneas (SLAM). As soluções típicas para o problema de SLAM utilizam principalmente dois tipos de sensores: (i) odômetros, que fornecem informações de movimento do robô móvel e (ii) sensores de distância, que proporcionam informação da percepção do ambiente. Neste trabalho, apresenta-se uma solução probabilistica para o problema SLAM usando o algoritmo DP-SLAM puramente baseado em medidas de um LRF (Laser Range Finder), com foco em ambientes internos estruturados. Considera-se que o robô móvel está equipado com um único sensor 2DLRF, sem nenhuma informação de odometria, a qual é substituída pela informação obtida da máxima sobreposição de duas leituras consecutivas do sensor LRF, mediante algoritmos de Correspondência de Varreduras (Scan Matching). O algoritmo de Correspondência de Varreduras usado realiza uma Transformada de Distribuições Normais (NDT) para aproximar uma função de sobreposição. Para melhorar o desempenho deste algoritmo e lidar com o LRF de baixo custo, uma reamostragem dos pontos das leituras fornecidas pelo LRF é utilizada, a qual preserva uma maior densidade de pontos da varredura nos locais onde haja características importantes do ambiente. A sobreposição entre duas leituras é otimizada fazendo o uso do algoritmo de Evolução Diferencial (ED). Durante o desenvolvimento deste trabalho, o robô móvel iRobot Create, equipado com o sensor LRF Hokuyo URG-04lx, foi utilizado para coletar dados reais de ambientes internos, e diversos mapas 2D gerados são apresentados como resultados. / [en] The robot to have the ability to move within an environment without the assistance of a human being, it is required to have a knowledge of the environment and its location within it at the same time. In many robotic applications, it is not possible to have an a priori map of the environment. In that situation, the robot needs to build a local map of its environment while executing its mission and, simultaneously, determine its location. A typical solution for the Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) problem primarily uses two types of sensors: i) an odometer that provides information of the robot’s movement and ii) a range measurement that provides perception of the environment. In this work, a solution for the SLAM problem is presented using a DP-SLAM algorithm purely based on laser readings, focused on structured indoor environments. It considers that the mobile robot only uses a single 2D Laser Range Finder (LRF), and the odometry sensor is replaced by the information obtained from the overlapping of two consecutive laser scans. The Normal Distributions Transform (NDT) algorithm of the scan matching is used to approximate a function of the map overlapping. To improve the performance of this algorithm and deal with low-quality range data from a compact LRF, a scan point resampling is used to preserve a higher point density of high information features from the scan. An evolution differential algorithm is presented to optimize the overlapping process of two scans. During the development of this work, the mobile robot iRobot Create, assembled with one LRF Hokuyo URG-04LX, is used to collect real data in several indoor environments, generating 2D maps presented as results.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-29Bitstream added on 2014-06-13T18:40:49Z : No. of bitstreams: 1 galvanin_eas_dr_prud.pdf: 5173646 bytes, checksum: aae51c2e230277eff607da015efe8a65 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As metodologias para a extração automática de telhados desempenham um papel importante no contexto de aquisição de informação espacial para Sistemas de Informação Geográficas (SIG). Neste sentido, este trabalho propõe uma metodologia para extração automática de contornos de telhado de edifícios utilizando dados de varredura a laser. A metodologia baseiase em duas etapas principais: 1) Extração de regiões altas (edifícios, árvores etc.) de um Modelo Digital de Elevação (MDE) gerado a partir dos dados laser; 2) Extração das regiões altas que correspondem a contornos de telhados. Na primeira etapa são utilizadas as técnicas de divisão recursiva, via estrutura quadtree e de fusão Bayesiana de regiões considerando Markov Random Field (MRF). Inicialmente a técnica de divisão recursiva é usada para particionar o MDE em regiões homogêneas. No entanto, devido a ligeiras diferenças de altura no MDE, nesta etapa a fragmentação das regiões pode ser relativamente alta. Para minimizar essa fragmentação, a técnica de fusão Bayesiana de regiões é aplicada nos dados segmentados. Utiliza-se para tanto um modelo hierárquico, cujas alturas médias das regiões dependem de uma média geral e de um efeito aleatório, que incorpora a relação de vizinhança entre elas. A distribuição a priori para o efeito aleatório é especificada como um modelo condicional auto-regressivo (CAR). As distribuições a posteriori para os parâmetros de interesse foram obtidas utilizando o Amostrador de Gibbs. Na segunda etapa os contornos de telhados são identificados entre todos os objetos altos extraídos na etapa anterior. Levando em conta algumas propriedades de telhados e as medidas de alguns atributos (por exemplo, área, retangularidade, ângulos entre eixos principais de objetos) é construída uma função de energia a partir do modelo MRF. / Methodologies for automatic building roof extraction are important in the context of spatial information acquisition for geographical information systems (GIS). Thus, this work proposes a methodology for automatic extraction of building roof contour from laser scanning data. The methodology is based on two stages: 1) Extraction of high regions (buildings, trees etc.) from a Digital Elevation Model (DEM) derived from laser scanning data; 2) Building roof contour extraction. In the first stage is applied the recursive splitting technique using the quadtree structure followed by a Bayesian merging technique considering Markov Random Field (MRF) model. The recursive splitting technique subdivides the DEM into homogeneous regions. However, due to slight height differences in the DEM, in this stage the region fragmentation can be relatively high. In order to minimize the fragmentation, a region merging technique based on the Bayesian framework is applied to the previously segmented data. Thus, a hierarchical model is proposed, whose height values in the data depend on a general mean plus a random effect. The prior distribution for the random effects is specified by the Conditional Autoregressive (CAR) model. The posterior probability distributions are obtained by the Gibbs sampler. In the second stage the building roof contours are identified among all high objects extracted previously.