Odometria visual por fluxo óptico integrada a um sistema de localização multi-sensor aplicado a veículos de mineração

dc.creatorGabriel Gomes
dc.date.accessioned2026-02-03T13:53:33Z
dc.date.issued2025-09-05
dc.description.abstractThis work presents a method for estimating odometry for vehicles in mining environments, where GNSS-based localization systems may experience failures or signal degradation. To mitigate these faults, the proposed method uses visual odometry from a camera directed towards the ground. Captured images are used to calculate the optical flow, which describes the movement of visual information in a sequence of images. This movement is combined with data from an IMU to determine the camera’s movement (Visual-Inertial Odometry). The optical flow is calculated using Gunnar Farneback’s GPU processing method to compute the camera motion accurately and efficiently. An analysis of four localization implementations is conducted: (1) Wheel Odometry, (2) Visual-Inertial Odometry, (3) fusion of Wheel Odometry and IMU using Extended Kalman Filter (EKF), and (4) fusion using EKF of Visual-Inertial Odometry, Wheel Odometry, and IMU. Results obtained in the simulation illustrate that the proposed multi-sensor localization system can be effectively used to assist in the localization of mining vehicles in field tasks.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/1563
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso aberto
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectMinas e mineração
dc.subjectDistâncias - Medição
dc.subjectSistema de Posicionamento Global
dc.subjectVeículos a motor - Sistemas automáticos de localização
dc.subject.otherOdometria visual
dc.subject.otherFluxo óptico
dc.subject.otherFusão sensorial
dc.subject.otherFiltro de kalman estendido
dc.titleOdometria visual por fluxo óptico integrada a um sistema de localização multi-sensor aplicado a veículos de mineração
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor-co1Gustavo Medeiros Freitas
local.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7498475817486314
local.contributor.advisor1Armando Alves Neto
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2353554735671514
local.contributor.referee1Gustavo Pessin
local.contributor.referee1Paulo Alfredo Frota Rezeck
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0295475639842639
local.description.resumoEsta dissertação apresenta um método de estimação de odometria para veículos em ambientes de mineração, nos quais sistemas de localização baseados em GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite ou Global Navigation Satellite System) podem apresentar falhas ou degradação do sinal. Visando mitigar essas falhas, o método proposto recorre à odometria visual a partir de uma câmera direcionada para o solo. As imagens capturadas são usadas para calcular o fluxo óptico, que descreve o movimento das informações visuais em uma sequência de imagens. Esse movimento é combinado com dados de uma IMU (Unidade de Medição Inercial ou Inertial Measurement Unit) para determinar o movimento da câmera (Odometria Visual-Inercial). O fluxo óptico é calculado pelo método de Gunnar Farnebäck com processamento em GPU para determinar o movimento da câmera de forma precisa e eficiente. Uma análise de quatro implementações de localização é realizada em simulação: (1) Odometria de Rodas, (2) Odometria Visual-Inercial, (3) fusão da Odometria de Rodas e IMU usando Filtro de Kalman Estendido (EKF), e (4) fusão usando EKF da Odometria Visual-Inercial, Odometria de Rodas e IMU. Os resultados obtidos em simulação ilustram que o sistema de localização multi-sensor proposto apresenta potencial para ser utilizado de forma efetiva para ajudar na localização de veículos de mineração em tarefas de campo.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENGENHARIA - ESCOLA DE ENGENHARIA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
local.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA

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