Sistema de visão para avaliação de deformação em superfícies complexas

Abstract

Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema 3D DIC (Digital Image Correlation) para análise de deformação em superfícies complexas, utilizando técnicas de visão artificial, nomeadamente: visão stereo e 2D DIC. O sistema desenvolvido combina duas etapas: correspondência stereo e temporal. Esta técnica requer a aquisição do conjunto de imagens inicial, correspondente ao estado inicial do objeto, e a aquisição do conjunto de imagens final, após processo de deformação. O processo de calibração, utilizando um padrão xadrez, permite determinar a relação entre os referenciais das câmaras. A aplicação de um padrão de speckles, padrão aleatório e texturado, é determinante na correlação dos pixeis entre as imagens e identificação dos pixeis correspondentes. Para cálculo do mapa disparidade foi utilizado o algoritmo SGBM (Semi Global Bloch Matching). O mapa disparidade e os parâmetros de calibração permitem obter uma representação gráfica da nuvem de pontos tridimensional do cenário em análise, utilizando a biblioteca PCL (Point Cloud Library). A análise das imagens no espaço temporal permite determinar o deslocamento sofrido pelo objeto após processo de deformação. O campo de deslocamentos, aplicado à representação tridimensional da peça deformada, permite uma análise intuitiva do processo de deformação. Para validação do sistema desenvolvido, foi efetuada a análise de um processo de deformação juntamente com o sistema ARAMIS, sendo os resultados obtidos pelo sistema ARAMIS os de referência, permitindo determinar a fiabilidade do sistema de visão desenvolvido nesta dissertação.

This thesis aims the development of a 3D DIC system (Digital Image Correlation) to analysis deformation on complex surfaces using techniques of arti cial vision, namely: stereo vision and 2D DIC. The developed system combines two steps: stereo and temporal matching. This technique requires the acquisition of the initial image set, corresponding to the initial state of the object, and the acquisition of the nal images, after deformation process. The calibration process, using a chessboard pattern, determines the relationship between cameras referential. Applying the random and textured pattern speckles, is crucial for the correlation of pixels between images and identifying the correspondent pixel. To calculate the disparity map was used SGBM algorithm (Semi Global Block Matching). The disparity map and the calibration parameters allow us to obtain a graphical representation of threedimensional cloud points of the analysis scenario using the PCL library (Point Cloud Library). The temporal analysis of the images allows to determine the displacement of the object after deformation process. The displacement eld applied to the three-dimensional representation of the deformed part, allows an intuitive analysis of the deformation process. For validation of the developed system, it was made the analysis of a deformation process with the developed system and ARAMIS system. The results obtained with ARAMIS considered as reference, allows to determine the liability of the vision system developed in this thesis.