Resumo Neste trabalho é apresentado um método para mapeamento 3D de ambientes internos usando dados RGB-D. Há basicamente dois aspectos importantes a serem discutidos neste trabalho: 1) o método explora um esforço conjunto entre o algoritmo SURF e um modelo matemático baseado em uma abordagem disparidade-a-plano para registo de nuvens de pontos. Uma vez que a tarefa de registro das nuvens de pontos acumula erros, ocorrem erros de fechamento; 2) A matriz de variância-covariância que descreve a incerteza dos parâmetros de transformação (rotação 3D e translação 3D) é usada para a deteção de erro de fechamento na tarefa de otimização baseada em grafos. Para demonstrar e avaliar a eficácia do método proposto foram usados conjuntos de dados experimentais obtidos em três ambientes internos com diferentes níveis de detalhes. Os resultados experimentais mostram que o método proposto pode criar mapas 3D com um erro de 11,97 cm que corresponde a uma acurácia posicional em torno de 1,5% da distância de 9 m percorrida pelo sensor.

Abstract In this paper, we present a method for 3D mapping of indoor environments using RGB-D data. The contribution of our proposed method is two-fold. First, our method exploits a joint effort of the speed-up robust features (SURF) algorithm and a disparity-to-plane model for a coarse-to-fine registration procedure. Once the coarse-to-fine registration task accumulates errors, the same features can appear in two different locations of the map. This is known as the loop closure problem. Then, the variance-covariance matrix that describes the uncertainty of transformation parameters (3D rotation and 3D translation) for view-based loop closure detection followed by a graph-based optimization are proposed to achieve a 3D consistent indoor map. To demonstrate and evaluate the effectiveness of the proposed method, experimental datasets obtained in three indoor environments with different levels of details are used. The experimental results shown that the proposed framework can create 3D indoor maps with an error of 11,97 cm into object space that corresponds to a positional imprecision around 1,5% at the distance of 9 m travelled by sensor.

Neste trabalho é apresentado um método adaptativo para registro e mapeamento de ambientes internos com regiões de pouca textura usando dados derivados de câmeras RGB-D. Basicamente, quatro pontos principais envolvidos no desenvolvimento do método são aqui discutidos: a calibração dos sensores integrados no dispositivo Kinect; o registro dos pares de nuvens de pontos 3D adquiridas sucessivamente pelo sensor de imageamento; a inclusão de pesos no algoritmo ICP baseado em abordagem ponto-a-ponto; e o refinamento dos parâmetros de transformação empregando uma análise de consistência global. A calibração dos sensores é feita usando o método de Zhang. O modelo de corpo rígido 3D é empregado para calcular os parâmetros de transformação. Um método adaptativo é proposto para inclusão de pesos baseados na precisão teórica das medidas de profundidade. Um modelo linear capaz de refinar simultaneamente o conjunto de parâmetros de transformação é proposto para a análise da consistência global. Experimentos foram conduzidos para avaliar a eficiência do método proposto e os resultados obtidos mostraram sua potencialidade

In this paper an adaptive method for indoor mapping and registration of environment with texture less regions using RGB-D data is presented. Basically, four main points involved in the method are here discussed: the calibration of the sensors integrated in the Kinect device; the registration of 3D point clouds pairs acquired successively by the imaging sensor; the inclusion of weights in the point-to-point ICP algorithm; and a global adjustment for the refinement of transformation parameters. The sensors calibration is realized using the Zhang method. The 3D rigid body model is employed to calculate the transformation parameters. The weights are defined based on the theoretical accuracy of depth measurements. A linear model is proposed for global adjustment. Experiments were conducted and the results showed the efficiency and potentially of the proposed method.

A Lei 8.617 de 1993 define a Zona Econômica Exclusiva como uma faixa de até duzentas milhas náuticas ao longo do mar territorial, na qual os recursos existentes podem ser explorados, rendendo royalties aos estados que confrontam com essas áreas. A demarcação das águas territoriais será efetivada através da intersecção entre duas linhas geodésicas. Neste trabalho, propõe-se uma solução para o problema da intersecção de linhas geodésicas nas superfícies esférica e elipsoidal. Inicialmente, fundamentaram-se os cálculos na trigonométrica esférica, fornecendo resultados preliminares, que servem como uma primeira aproximação. Na sequência, propôs-se um método computacional recursivo, baseado nas formulações de Vincenty, onde são realizadas discretizações de azimutes de pequenos segmentos de arco, servindo como aproximação à intersecção por meio da obtenção do lugar geométrico do ponto oriundo da intersecção dos últimos segmentos obtidos.

According to the Brazilian law number 8,617 of 1993, the Exclusive Economic Zone is defined as a range of up to two hundred nautical miles along the territorial sea in which existing resources can be exploited, yielding royalties to states confronting with these areas. In some cases, to comply what is provided by the applicable law, the demarcation of territorial waters may be established through the intersection of two geodesic lines. The goal of this study proposes a solution to the intersection problem of geodesic lines in the spherical and ellipsoidal surfaces. At first, the calculations were based on spherical trigonometry, providing preliminary results which work as a first approximation. Next, a recursive computation method based on Vincenty's formulation is proposed, which are performed in azimuth discretization of small arc segments, serving as an approach to the intersection by the geometric local of the encounter between the last segments obtained.