Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31640
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorMattioli, Leandro Resende-
dc.date.accessioned2021-04-28T11:29:01Z-
dc.date.available2021-04-28T11:29:01Z-
dc.date.issued2021-03-30-
dc.identifier.citationMATTIOLI, Leandro Resende. 2D–3D spatial registration for remote inspection of power substations. 2021. 99 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.198.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31640-
dc.description.abstractRemote inspection and supervisory control are critical features for smart factories, civilian surveillance, power systems, among other domains. For reducing the time to make decisions, operators must have both a high situation awareness, implying a considerable amount of data to be presented, and minimal sensory load. Recent research suggests the adoption of computer vision techniques for automatic inspection, as well as virtual reality (VR) as an alternative to traditional SCADA interfaces. Nevertheless, although VR may provide a good representation of a substation’s state, it lacks some real-time information, available from online field cameras and microphones. Since these two sources of information (VR and field information) are not integrated into one single solution, we miss the opportunity of using VR as a SCADA-aware remote inspection tool, during operation and disaster-response routines. This work discusses a method to augment virtual environments of power substations with field images, enabling operators to promptly see a virtual representation of the inspected area's surroundings. The resulting environment is integrated with an image-based state inference machine, continuously checking the inferred states against the ones reported by the SCADA database. Whenever a discrepancy is found, an alarm is triggered and the virtual camera can be immediately teleported to the affected region, speeding up system reestablishment. The solution is based on a client-server architecture and allows multiple cameras deployed in multiple substations. Our results concern the quality of the 2D–3D registration and the rendering framerate for a simple scenario. The collected quantitative metrics suggest good camera pose estimations and registrations, as well as an arguably optimal rendering framerate for substations' equipment inspection.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipCEMIG - Companhia Energética de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectAugmented virtualitypt_BR
dc.subjectSupervisory controlpt_BR
dc.subjectRemote inspectionpt_BR
dc.subjectPower substationspt_BR
dc.subjectPose estimationpt_BR
dc.subjectVirtualidade aumentadapt_BR
dc.subjectControle supervisóriopt_BR
dc.subjectInspeção remotapt_BR
dc.subjectSubestações de energiapt_BR
dc.subjectEstimativa de posept_BR
dc.title2D–3D spatial registration for remote inspection of power substationspt_BR
dc.title.alternativeRegistro espacial 2D–3D para a inspeção remota de subestações de energiapt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Cardoso, Alexandre-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3767009717402045pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1972943414602000-
dc.contributor.referee1Lamounier Júnior, Edgard Afonso-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0239619592699303pt_BR
dc.contributor.referee2Lopes, Renato de Aquino-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3686451569520273pt_BR
dc.contributor.referee3Cunha, Márcio José da-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5012626154282569pt_BR
dc.contributor.referee4Tori, Romero-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8901320181295016pt_BR
dc.contributor.referee5Soares, Luciano Pereira-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/5252110004117416pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4071035290463293pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoA inspeção remota e o controle supervisório são requisitos críticos para fábricas modernas, vigilância de civis, sistemas de energia e outras áreas. Para reduzir o tempo da tomada de decisão, os operadores precisam de uma elevada consciência da situação em campo, o que implica em uma grande quantidade de dados a serem apresentados, mas com menor carga sensorial possível. Estudos recentes sugerem a adoção de técnicas de visão computacional para inspeção automática, e a Realidade Virtual (VR) como uma alternativa às interfaces tradicionais do SCADA. Entretanto, apesar de fornecer uma boa representação do estado da subestação, os ambientes virtuais carecem de algumas informações de campo, provenientes de câmeras e microfones. Como essas duas fontes de dados (VR e dispositivos de captura) não são integrados em uma única solução, perde-se a oportunidade de usar VR como uma ferramenta de inspeção remota conectada ao SCADA, durante a operação e rotinas de respostas a desastres. Este trabalho trata de um método para aumentar ambientes virtuais de subestações com imagens de campo, permitindo aos operadores a rápida visualização de uma representação virtual do entorno da área monitorada. O ambiente resultante é integrado com uma máquina de inferência estados por imagens, comparando continuamente os estados inferidos com aqueles reportados pela base SCADA. Na ocasião de uma discrepância, um alarme é gerado e possibilita que a câmera virtual seja imediatamente teletransportada para a região afetada, acelerando o processo de retomada do sistema. A solução se baseia em uma arquitetura cliente-servidor e permite múltiplas câmeras presentes em múltiplas subestações. Os resultados dizem respeito à qualidade do registro 2D–3D e à taxa de renderização para um cenário simples. As métricas quantitativas coletadas sugerem bons níveis de registro e estimativa de pose de câmera, além de uma taxa ótima de renderização para fins de inspeção de equipamentos em subestações.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.sizeorduration99pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::PROCESSAMENTO GRAFICO (GRAPHICS)pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::TRANSMISSAO DA ENERGIA ELETRICA, DISTRIBUICAO DA ENERGIA ELETRICApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.198pt_BR
dc.orcid.putcode93019612-
dc.crossref.doibatchid6153271b-c180-49e1-8f72-f128a82d3892-
dc.subject.autorizadoSubestações elétricaspt_BR
dc.subject.autorizadoInspeção remotapt_BR
dc.subject.autorizadoRealidade virtualpt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2D3DSpatialRegistration.pdfTese49.05 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons