Avenços en llum estructurada làser per a reconstruccions tridimensionals del fons marí

La tesi doctoral de Miquel Massot Campos proposa utilitzar llum làser en entorns submarins per extreure el relleu del fons de la mar de manera instantània i consistent 

Les cartes nàutiques o mapes del fons de la mar tenen un valor incalculable per a mariners i capitans de vaixell. Amb el seu desenvolupament es varen obrir les portes al comerç marítim i a l'exploració dels oceans.

L'exploració comporta descobrir i caracteritzar, per exemple, llocs arqueològics o àrees geològicament interessants. No obstant això, aquestes cartes no contenen informació detallada o d'alta resolució del fons marí. Sovint es necessiten escales espacials de més de 8 ordres de magnitud, des de la resolució mil·limètrica fins als >100 km2, per reconèixer les característiques clau d'interès i poder descobrir patrons, tant de l’hàbitat marí com geològic.

Per conèixer més els oceans és necessari submergir-s’hi amb robots submarins i acostar-se al fons per prendre’n mesures precises i a escala de la morfologia del terreny. La resolució precisa a escala ha estat un problema durant l'última dècada. Avui en dia, els nous sensors per a robots submarins basats en visió, com els làsers i la llum estructurada, ofereixen una resolució més alta que els sensors que s’han utilitzat fins ara. L'ús d'aquests nous sensors planteja desafiaments nous en la localització subaqüàtica, ja que ara els errors d'autolocalització són més grans que els del sensor de mesura, la qual cosa genera mapes inconsistents, és a dir, que no reflecteixen el terreny correctament.

La tesi doctoral de Miquel Massot Campos, defensada a la Universitat de les Illes Balears, presenta dues solucions al problema del mapatge visual i inconsistència. La primera part de la tesi presenta un sistema nou de llum estructurada basat en làser per augmentar la resolució de percepció 3D, la precisió i la velocitat de fotogrames en comparació amb els homòlegs acústics i càmeres. Els resultats experimentals mostren que el sistema aconsegueix més bona representació dels objectes i supera l'estereoscòpia simple en escenaris sense característiques visuals. A la segona part de la tesi, s'usa un làser estàndard d'una línia en una solució batimètrica per corregir tant la navegació com la forma general de l'entorn detectat.

Les dades experimentals usades en la tesi s'han obtingut durant creuers científics en els quals el doctorand ha participat activament, ja sigui en les aigües de Mallorca o embarcat al R/V Falkor en Hidrati Ridge, al costat de la costa d'Oregon (EUA).

La tesi doctoral de Miquel Massot l'ha dirigit el doctor Gabriel Oliver, del Departament de Ciències Matemàtiques i Informàtica, i s'ha dut a terme en el marc del projecte nacional TRITON DPI2011-27977-C03 i amb el finançament d'una beca per a formació de personal investigador BES-2012-054352.

Fitxa de la tesi doctoral

  • Títol: News insights on laser-based structured light for underwater 3d reconstruction
  • Autor: Miquel Francesc Massot Campos
  • Programa de doctorat: Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
  • Director: Gabriel Oliver Codina

Notícies relacionades

Data de publicació: 12/12/2019