Sistema de rastreamento de alvo para monitoramento de movimentos: aplicação no estudo de vibrações fundamentais

Abstract

O objetivo deste estudo foi desenvolver uma ferramenta de medição de movimento, por meio do processamento digital de imagem, utilizando dispositivos de baixo custo e programa livre, que possa ser aplicada em experimentos de engenharia naval. Assim, para realização deste trabalho foi necessário desenvolver um código, utilizando programa livre e uma câmera de vídeo de baixo custo. Para isto, a ferramenta foi desenvolvida com base nas técnicas de processamento citadas, partindo de exemplos simples, buscando a verificação e validação da aplicação das mesmas. O desenvolvimento transitará, entre o rastreamento, em uma única dimensão, para validação gradativa do código, visando uma aplicação bidimensional. Para a validação do código, foi utilizado o método experimental, no qual os resultados obtidos por meio do PDI foram confrontados com um método, o método analítico. Após a execução e análise individual dos ensaios com o pêndulo simples foi possível demonstrar a capacidade de captura do movimento em dois graus de liberdade pelo sistema e considerando as fontes de erro durante a elaboração dos ensaios, os resultados de precisão em torno de 2,12% são considerados aceitáveis para esta ferramenta. Ao longo do desenvolvimento deste trabalho foram realizadas diversas alterações no código de tal maneira que este agora é capaz de realizar o processamento dos dados sem atraso para uma frequência de captura de 30 frames por segundo.

The objective of this study was to develop a motion measurement tool, using digital image processing, allied using low cost and free program devices, which can be applied in naval and oceanic engineering experiments. Thus, to carry out this work was necessary to develop a code, using free program and a video camera of low cost. For this, the tool was developed based on the mentioned processing techniques, starting from simple examples, seeking the verification and validation of the application of the same ones. The development will transit, through the tracking, in a single dimension, for gradual validation of the code, aiming at a two-dimensional application. For the validation of the code, the experimental method was used, in which the results obtained through the PDI were confronted with a method, the analytical method. After the execution and individual analysis of the tests with the simple pendulum it was possible to demonstrate the ability to capture the movement in two degrees of freedom by the system and considering the sources of error during the elaboration of the tests, the results of precision around 2,12 % are considered acceptable for this tool. Throughout the development of this work several changes have been made in the code in such a way that it is now able to perform data processing without delay for a capture frequency of 30 frames per second.