Prevención de incendios mediante el uso de visión artificial embarcada en plataformas aéreas
Fire Prevention using optical and thermal sensing based on UAV
Citación
Date
2018-04-19Author
Díaz Rincón, Daniel Esteban
Aguirre Jiménez, María Alejandra
Obtained degree
Ingeniero en Mecatrónica
Ingeniero en Mecatrónica
Key words
; prevencion de incendios; vision por computador; deteccion a distancia
Metadata
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Abstract
Los incendios se están convirtiendo en una verdadera problemática en Bogotá, Colombia debido a la advertencia global. Por lo tanto, se realizará un análisis en la Universidad Militar Nueva Granada. La detección remota hiperespectral desde plataformas satelitales, ha sido una herramienta útil para analizar y monitorear el comportamiento de los entornos naturales. Sin embargo, los períodos de muestreo son largos, y las condiciones climáticas podrían afectar la leyenda de la imagen debido a las nubes. Además, las bases de datos en bruto son enormes, y su estudio es consume mucho tiempo humano-maquina. Por tales razones, los vehículos aéreos no tripulados brindan una alternativa adecuada ya que la altura operativa de vuelo puede generar imágenes de calidad mayor resolución espacial en áreas específicas, y herramientas como una cámara multiespectral se pueden unir para contribuir con los objetivos. La calibración es un requisito ya que los parámetros de radiancia, reflectancia y captura de cámara se comportan en respuesta a la luz circundante, estos elementos afectan cualquier adquisición multiespectral y el cálculo de cualquier índice de vegetación. Uno de los índices más utilizados, el NDVI (índice de vegetación de diferencia normalizada) mide la clorofila y la biomasa verde en una parcela de terreno, utilizando el reflejo de la luz solar en longitudes de onda definidas del espectro visible e infrarrojo cercano. La biomasa muerta o en descomposición (combustible para fuego), podría detectarse mediante un índice de vegetación, ya que su respuesta a la clorofila sigue activa a pesar de su condición, sin embargo, la cercanía espectral con la tierra y los edificios, hace que el umbralizar sea un trabajo difícil . Por lo tanto, este estudio analiza el uso de diferentes indices que involucren las cinco bandas predeterminadas (azul, verde, rojo, infrarrojo cercano y borde rojo) de la cámara RedEdge (fabricada por MicaSense), en conjunto de un algoritmo de programación genética que explora una cantidad desconocida de programas en busca de una solución adecuada dentro de la aleatoriedad. Además, la detección de peatones que se encuentran en el área de trabajo (considerada como una amenaza de incendio) y una visualización en tiempo real de la escena serán abarcados en el texto.
Fires are becoming a real problematic in Bogota, Colombia because of global warming. Thus, a deep analysis in the Universidad Militar Nueva Granada will be done. Hyperspectral remote sensing from satellite platforms has been a helpful tool to analyze and monitor the behavior of natural environments. Nevertheless, the revisit periods are long, and the weather condition could affect the image caption, because of clouds. Furthermore, raw databases are huge, and its study is (human and machine) time consuming. For such reasons, UAS (Unmanned Aircraft Systems) provide a suitable alternative as their lower operating height can generate quality images for its higher spatial resolution in specific areas, and tools as a multispectral camera can be attached to achieved similar goals. Calibration is a requirement as radiance, reflectance and camera capture parameters, behave in response of the surrounding light, these elements affect any multispectral acquisition and the calculation of any vegetation index. One of the most used indices, the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) measures the chlorophyll and green biomass on a patch of land, using the reflection of the sunlight into defined wavelengths of the visible and near infrared spectrum. Because of dead or decaying biomass (fire fuel), it could be detected by a vegetation index, as its chlorophyll response is still active despite its condition, however, the spectral closeness with the dirt and the human buildings, makes the thresholding a tough job. Therefore, this study discusses the use of multiple indices involving the five default bands (blue, green, red, near infrared and red edge) of the RedEdge camera (manufactured by MicaSense), together with a genetic programming code that explores an unknown quantity of decision trees in search of a suitable solution within the randomness. Also, the detection of pedestrians found on the workspace (considered as a fire threat) and a real-time visualization of the scene once it is postprocessed, take place throughout the text.
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- Ingeniería Mecatrónica [198]