Resultados do Caso de Estudo – Sequência 1

Neste caso de estudo foram selecionados alguns quadros de um vídeo de supervisão aérea realizada na cidade de Ponta Grossa. Esta amostra de imagens é caracterizada por não apresentar grande variação do conteúdo exibido e por sofrer grande influência dos dados de localização da câmera. As Figuras 74 a 78 exibem as imagens resultantes da aplicação do método nesta sequência e a Tabela 8 apresenta os erros de posicionamento das informações nesta amostra. O local

Figura 71 – Localização das informações inseridas sobre as imagens aéreas.

observado nesta sequência de imagens é coincidente com as imagens utilizadas no caso de estudo com imagens do Google Earth, por isso o local determinado para exibição das 15 informações está na Figura 54.

As imagens utilizadas neste caso de estudo permitem visualizar uma situação real em que imagens aéreas podem ser complementadas por Realidade Aumentada. Como era esperado, são apresentados erros no posicionamento das informações sobre as imagens, causados pelo método, imagens e dados de posicionamento. Nas situações reais de supervisão é comum a presença de pan e tilt simultaneamente, bem como a presença de ângulos de azimute. O modo como o método calcula o georreferenciamento de uma imagem considera sequencialmente os ângulos de, , e azimute, o que favorece a propagação de erros de arredondamento e aproximações nas estimativas de distâncias. A técnica desenvolvida para estimar os parâmetros de localização do equipamento para que atendam às especificações do método também apresenta propagação de erros.

A falta de dados de inclinação no formato do método permite a criação de inúmeras combinações e resultados distintos são produzidos, como pode ser observado nas Figuras 72 e 73. As diferenças de inclinação entre os quadros são suficientes para modificar as coordenadas do equipamento de captura e correspondem a 2,8° para , 4,5° para e 6° para o azimute. Na imagem resultante da aplicação do método no quadro 9 (Figura 72) pode ser percebido que as informações localizadas no primeiro quadrante estão com valores inferiores ao real para a coordenada x, ao contrário do que ocorre no segundo quadrante (assumindo que o eixo x é equivalente às colunas da imagem). Discrepâncias ainda ocorrem nas informações localizadas no quarto quadrante da imagem, em relação à coordenada

y. O posicionamento das informações também é distorcido no quadro 10 da

sequência de imagens desta amostra (Figura 73), pois o primeiro, terceiro e o quarto quadrante apresentam imprecisão e apenas os objetos virtuais do segundo quadrante têm boa precisão.

Assim, foi adotado como melhor conjunto de parâmetros os valores utilizados no quadro 9, visto que o erro médio de posicionamento das 15 informações foi de 39,95 metros. Os dados utilizados no quadro 10 apresentaram 41,25 metros de erro médio no posicionamento das informações. Outra vantagem da utilização dos dados

de posicionamento na configuração do quadro 9 é uma maior uniformidade na disposição das informações, pois todos o objetos virtuais precisam de uma pequena correção de localização, independente do quadrante.

Os resultados produzidos pelo método que complementa imagens aéreas são afetados por características construtivas (previamente discutidas), pelas imagens e os dados de posicionamento. Com estas imagens não pôde ser executada a etapa de retificação das distorções que são inseridas pela câmera e pela objetiva, pois os

Figura 72 – Quadro 9 da Sequência 1 com dados de aquisição -17,5°, -31,5° e azimute -59°. Fonte: Autoria própria.

equipamentos não estavam à disposição. A consequência da falta desta etapa é o surgimento de imprecisões na determinação da porção de solo que é capturada nas imagens.

O local que é capturado nas imagens não atende às restrições do método de que o relevo da superfície capturada deve ser plano e de que a altitude deve ser constante. Utilizando o Google Earth para obter a altitude do solo em pontos específicos das imagens da sequência pôde-se constatar que existe uma variação

Figura 73 – Quadro 10 da Sequência 1 com dados de aquisição -14,7°, -36° e azimute -65°. Fonte: Autoria própria.

aproximada de 20 metros, com a porção inferior do primeiro quadrante apresentando maior altitude.

A magnitude do erro de posicionamento das informações desta amostra é empírica, pois os resultados do método RAIA foram medidos com a funcionalidade do Google Earth que calcula distâncias entre pontos da superfície terrestre. Estes pontos são previamente capturados em imagens previamente georreferenciadas e provenientes de câmeras de satélites. Estas distâncias são fornecidas com base nas imagens capturadas de satélite, ou seja, a determinação do erro de posicionamento de uma informação requer que seja estabelecida a correlação entre o que é exibido nas imagens provenientes da operação de supervisão aérea com as disponibilizadas pelo software. Ainda é preciso interpretar as distorções perspectivas das imagens desta amostra, que são fruto da inclinação imposta à captura.

O posicionamento das informações nesta sequência apresentou deslocamento de aproximadamente 20 metros na região central da imagem. Ao considerar a localização de todas as 15 informações sobre a porção de solo capturada, o erro variou de 37,08 metros a 40,71 metros. Assim, o método desenvolvido para complementar imagens aéreas posicionou as informações deste conjunto de imagens a um raio médio de 39,95 metros do local em que as coordenadas geográficas determinavam.

Além da análise do erro de posicionamento das informações utilizando o Google Earth (GOOGLE INC., 2011), pode ser feita a comparação com o sistema ARS. Este sistema também utiliza as imagens capturadas de uma câmera fixada em uma aeronave para inserir informações. Segundo experimentos realizados pelo fabricante, a precisão do sistema permite interpretar informações com uma quadra de distância da rua mais próxima (CHURCHILL NAVIGATION, 2012).

Os resultados do método RAIA na sequência de imagens deste caso de estudo podem ser comparados aos resultados do sistema de funcionalidade semelhante ARS (CHURCHILL NAVIGATION, 2012). Segundo o fabricante, este sistema é capaz de posicionar as informações sobre as imagens de forma que, a uma quadra de distância, as informações podem ser identificadas (CHURCHILL NAVIGATION, 2012). Por outro lado, nesta sequência de imagens, capturadas a

uma distância muito maior do que as imagens analisadas pelo fabricante do ARS, o método RAIA posicionou as informações com erros moderados e que permitiram compreender o significado das informações adicionadas sobre as imagens. Ressaltando que as imagens utilizadas neste caso de estudo foram capturadas sem a realização dos processos de calibração necessários para reduzir os erros de posicionamento da Realidade Aumentada.

Figura 74 – Quadro 1 da amostra de imagens aéreas da Sequência 1. Fonte: Autoria própria.

Figura 75 – Quadro 5 da amostra de imagens aéreas da Sequência 1. Fonte: Autoria própria.

Figura 76 – Quadro 7 da amostra de imagens aéreas da Sequência 1. Fonte: Autoria própria.

Figura 77 – Quadro 10 da amostra de imagens aéreas da Sequência 1. Fonte: Autoria própria.

Tabela 8 – Erro de posicionamento da Realidade Aumentada, em metros.

(continua) Informação Quadro1 Quadro5 Quadro7 Quadro10 Quadro15 Erro (m) da

informação 1 39 44 44 40 40 42,00 2 35 32 32 32 32 32,00 3 25 25 25 23 24 24,25 4 5 3 5 6 15 7,25 5 13 15 12 11 4 10,50 6 22 40 63 63 65 57,75 7 20 26 16 16 18 19,00 8 37 40 28 28 19 28,75 9 23 23 23 23 21 22,50

Figura 78 – Quadro 15 da amostra de imagens aéreas da Sequência 1. Fonte: Autoria própria.

Tabela 8 – Erro de posicionamento da Realidade Aumentada, em metros.

(conclusão) Informação Quadro1 Quadro5 Quadro7 Quadro10 Quadro15 Erro (m) da

informação 10 48 41 26 26 11 26,00 11 39 39 46 46 36 41,75 12 76 63 57 57 57 58,50 13 100 88 79 73 64 76,00 14 - 91 75 68 78 78,00 15 - - - 67 83 75,00 Erro médio (m) da imagem 37,08 40,71 37,93 38,60 37,80 39,95 Fonte: Autoria própria.