Localização do ATLASCAR2 com recurso a imagens de satélite ou aéreas

Abstract

Os sistemas de condução autónoma têm sido fortemente explorados devido aos seus potenciais benefícios. De modo a prosseguir nesse sentido, esta dissertação pretende contribuir para o desenvolvimento desses sistemas, mais especificamente na área da navegação. Numa primeira fase, focou-se no desenvolvimento de um algoritmo, juntamente com as suas variantes, que converte imagens com perspetiva para imagens sem perspetiva. No contexto que se pretende aplicar o referido algoritmo, as imagens com perspetivas são referentes a imagens adquiridas de câmaras montadas no ATLASCAR2 que normalmente ilustram uma estrada, por outro lado as imagens sem perspe tiva referem-se às mesmas estradas agora aparentemente vistas de cima. Este algoritmo é denominado por Inverse Perspective Mapping (IPM) e considerou-se, ao longo do seu desenvolvimento, a sua aplicabilidade em tempo real. Esta investigação propõem utilizar a imagem resultante como input no algoritmo de geolocalização. Numa segunda fase foi realizada uma investigação sobre os métodos de geolocalização já existentes. Eventualmente construiram-se os métodos Template Matching e Chamfer Matching que pretendem localizar uma imagem IPM numa imagem de satélite. Validaram-se os algoritmos construídos, em primeiro lugar, em condições simuladas, de modo a analisar melhor o comportamento face à variação de determinadas propriedades. Finalmente, testaram-se os algoritmos em condições reais, onde se pretende localizar uma porção de estrada adquirida localmente numa imagem de satélite. Verificou-se, por observação dos resultados obtidos, que os algoritmos de geolocalização desenvolvidos nesta investigação não são adequados para a aplicação em condições reais.

Nowadays, autonomous driving systems have been heavilly explored for its potential benefits. In order to proceed acordingly, this dissertation intends to contribute to the development of those type of systems, more especifically in the navigation thematics. In the first phase, a great effort was put in developing an algorithm with its variations that converts images with perspective to images without said perspective. In the context in which the algorithm will be applied the images with perspective refer to images acquired directly from cameras mounted on the ATLASCAR2 that show portions of the road. Images without perspective refer to the same portions of road as before but that are now apparently visualized from above. This algorithm is named Inverse Perspective Mapping (IPM) and during development its usaged in Real Time applications was always kept in mind. It was intended since the beginning to use these images as inputs for the geolocation algorithm. In the second phase of this dissertation it was investigated already developed geolocation methods. Eventually Template Matching and Chamfer Matching were constructed for the purpose of locating an IPM image on a satellite image. These algorithms were firstly validated on simulated conditions in order to observe the behaviour of the resulting values according to the variation of certain parameters. Lastly, the constructed algorithms were tested in real conditions. In these conditions it was intended to locate an IPM image, that was acquired locally, in a satellite image. By observation of the resuts returned by the developed geolocation methods in this inestigation it can be infered that these are not adequate for real world aplications.