Aplicativo de Visão Computacional como auxílio à Localização Geográfica de Precisão

A chamada 4ª Revolução Industrial conta com a presença massiva de veículos inteligentes e
autônomos que promovem grande segurança ao trânsito, uma vez que eliminam os acidentes de
trânsito causados por fatores humanos, que correspondem a cerca de 90% do total. Além disto,
tais veículos podem promover conforto e economia. Um dos grandes desafios para a
implementação de veículos inteligentes é a sua localização geográfica precisa, necessária para
sua navegação segura. O objetivo deste trabalho é desenvolver um aplicativo para smartphones
que utilize métodos de visão computacional para refinar a localização provida pelo GPS do
smartphone, baseado em marcos visuais conhecidos da via e com o auxílio de mapas digitais.
Por meio da câmera do smartphone, marcos visuais – como placas de trânsito – podem ser
identificadas utilizando técnicas de machine learning, como a HaarCascades, a qual é treinada a
partir de imagens do objeto a ser identificado. Este método apresentou alta precisão no
reconhecimento de placas, mesmo a partir de perspectivas diferentes. Reconhecida a imagem
do marco visual e sabendo as dimensões padrões do objeto, uma relação pode ser feita entre o
tamanho em pixels da imagem reconhecida e o tamanho marco visual e, deste modo, a distância
entre o smartphone o marco visual pode ser estimado. Como este objeto pode estar em diversas
perspectivas, sua imagem 2D pode não apresentar uma proporção do objeto real. Para
solucionar este problema, foi feita uma transformada de perspectiva na imagem para que o seu
tamanho em pixels representasse uma proporção correta do objeto real. Após a estimação da
distância entre o smartphone e o marco visual e conhecendo a localização absoluta deste marco
em um mapa digital, como do Google Map ou OpenStreetMap, a localização do smartphone
pode ser refinada. Em testes preliminares realizados, para curtas distâncias, a precisão na
estimação da distância foi na ordem de alguns centímetros, demonstrando grande potencial
comparado a métodos convencionais como o uso de GPS comum que apresenta precisão de 5 a
6 metros. Próximos passos serão o teste e validação da técnica proposta em ambientes externos
com auxílio de um GPS diferencial como base de comparação. Além de sua relevância na área
de veículos inteligentes, este aplicativo também se inserirá no contexto de auxílio a pedestres
com deficiência visual, uma vez que é capaz de fornecer localização precisa e em tempo real,
prestando assistência à mobilidade destas pessoas. Agradecimentos à FAPEMIG pelo apoio à
pesquisa.