I N T R O D U C C I Ó N. 1.1 motivación

Transcripción

1 I N T R O D U C C I Ó N motivación Durante los últimos años, las técnicas de mapeado a través de imágenes aéreas han sido objeto de gran interés, sobre todo tras la aparición de los sistemas aéreos no tripulados (UAV). Este auge ha sido tal que ha absorbido el mercado que hasta ahora poseían las técnicas de mapeado a partir de imágenes tomadas por satélites o aviones tripulados. La necesidad de modelos 3D más precisos y detallados en campos tales como medio ambiente, agricultura y monitorización de recursos naturales ha provocado que las fotografías que ofrecen los satélites no sean las adecuadas. Además, la adquisición de imágenes es muy lenta y solo posible con condiciones meteorológicas favorables. Aunque por otro lado el uso de aviones tripulados cubre esas necesidades de resolución y precisión, este tipo de técnicas son muy costosas y su limitación de vuelo es de pocas horas. Resumiendo, las técnicas de adquisición de imágenes aéreas utilizadas hasta antes de la aparición de los UAV poseen varias limitaciones tales como altos costes de vuelo, maniobrabilidad restringida, baja resolución etc [1]. En la figura 1 se puede observar como a medida que aumenta la cobertura disminuye el nivel de detalle de las imágenes obtenidas. El uso de UAS permite capturar imágenes con gran detalle a la vez que se de las imágenes obtenidas evitan las perturbaciones producidas por fenómenos atmosféricos a tales como nubes o niebla. Figura 1: Adquisición de imágenes aéreas para mapeado 3D 1

2 1.2 alcance y objetivos El principal objetivo de este proyecto fin de carrera es el estudio y diseño de un sistema de generación de mapas 3D utilizando imágenes aéreas captadas por un UAV. Para tal propósito se tratarán los siguientes puntos a lo largo de la memoria: Estudio de los antecedentes y el estado del arte de la temática. Diseño del sistema de adquisición de imágenes y su integración en la plataforma aérea. Análisis de los algoritmos utilizados para la generación de mapas 3D. Evaluación de la precisión de los mapas 3D generados a través de una serie de experimentos. El enfoque utilizado a la hora de generar este documento ha sido un enfoque descriptivo, con el propósito de ofrecer al lector los principales conceptos relacionados con el mapeado 3D. Este tipo de técnicas abarcan varios algoritmos de carácter complejo los cuales han sido simplificados y explicados de manera clara y resumida. Para un estudio más a fondo de estos algoritmos, se recomienda el uso de bibliografía recomendada. 1.3 planificación temporal Este proyecto fin de carrera es está situado cronológicamente entre Septiembre de 2012 y Julio de A continuación se expone a continuación el diagrama de Gantt correspondiente a las tareas realizadas durante dicho periodo: Figura 2: Proyecto fin de carrera. Universidad de Sevilla. 2

3 DIAGRAMA DE GANTT MESES: Documentación inicial 1.1 Estado del arte START-TO-START 1.2 Lenguaje C OpenCV 2 Generación mapas 3D 2.1 Implementación inicial 83 % Completado 2.2 Librerías MICMAC 2.3 Optimización 50 % Completado 3 Experimentos realizados 3.1 Diseño del experimento 3.2 Experimentos 3.3 Redacción del paper 4 Redacción del PFC HOY En este diagrama se puede observar la distribución de tareas a lo largo del tiempo en el que se ha desarrollado el proyecto. Los primeros meses se invirtieron en una puesta en marcha o procedimiento de setup, en el que la actividad se centró en la búsqueda de documentación. Una vez adquiridos los conocimientos necesarios, se pasó a una etapa de desarrollo donde se implementaron varios de los algoritmos estudiados con anterioridad. A continuación, se realizaron las fases de diseño del experimento a la vez que se seguía implementando y consultando librerías de generación de mapas 3D. Por último, los conocimientos adquiridos durante la experimentación fueron plasmados en la redacción tanto de un paper para la conferencia el UAVg- 3

4 2013 (Unmanned Aerial Vehicles in Geomatics) como del Proyecto Fin de Carrera del autor. 1.4 estructura del documento La estructura de este Proyecto Fin de Carrera se ha dividido en 9 capítulos y 3 apéndices agrupados en 4 partes con el objetivo de segmentar el contenido de una manera clara y específica. parte i, introducción: En esta primera parte se introducen los objetivos y motivación del proyecto así como un estado del arte sobre las técnicas actuales de mapeado 3D y las empresas que ofrecen este tipo de servicio. parte ii, generación de mapas 3d : La parte dos pretende introducir al lector a las técnicas utilizadas para la generación de mapas 3D. Para ello, se han escrito tres capítulos que engloban desde el diseño de un vuelo específico de mapeado 3D hasta un repaso por la cadena de algoritmos utilizados. parte iii, precisión en mapas 3d : Por último, se presenta un caso práctico de diseño de vuelo y generación de mapas 3D. Con ese objetivo, se ha utilizado las instalaciones de CATEC para identificar las principales fuentes de error que afectan a la precisión de estos algoritmos. Como resultado de estos experimentos, se ha publicado un artículo de congreso para el próximo UAVg parte iv: apéndices : Esta parte suplementaria está dedicada a documentos relativos a la generación de mapas 3D que no tienen cabida en las anteriores secciones del documento. 4

5 B I B L I O G R A F Í A [1] LIN Zongjian. Uav for mapping, low altitude photogrammetric survey. Technical report, Chinese Academy of Surveying and Mapping, No cited. 5