Recent developments in LIDAR technology lead to the availability of the waveform systems, which capture and digitize the whole return of the emitted LASER pulse. As many objects may cause multiple returns in the same echo, one task is to detect and separate different echoes within the same digitized measurement. In this paper the results of a study aimed at LASER signal waveform decomposition using genetic algorithms are introduced. The proposed method is based on the Gaussian decomposition approach and analyzes each digitized return to compute one or more points. Initially, the number of peaks contained in the waveform is determined by a simple peak detection method, with a local maximum point algorithm. When more than one peak is detected, genetic algorithms are applied to estimate the amplitude, time and standard deviation of each peak within the digitized signal. With this methodology it was possible to increase the number of points by approximately 17 % compared to the point cloud obtained using commercial software. The best results were obtained in areas with high vegetation, and thus the methodology can be applied to the generation of denser points cloud in forest areas.

RESUMONeste artigo é apresentado um estudo para a modelagem tridimensional de superfícies utilizando imagens obtidas com uma câmara TOF. O sistema utilizado é a câmara PMD CamCube 2.0, que calcula a distância de objetos utilizando o princípio TOF (Time-Of-Flight). Inicialmente, a câmara foi calibrada, o que possibilitou a correção geométrica da imagem a partir de Parâmetros de Orientação Interior (POI). Outro fator que afeta a qualidade dos dados é a presença de ruído em função da iluminação exterior ao sistema, que pode ser controlada variando o tempo de integração na captação da imagem. Posteriormente realizou-se a segmentação da imagem TOF para identificar as superfícies planas do objeto estudado. A solução encontrada utiliza o cálculo dos autovalores locais em superfícies, em pequenas janelas móveis. Com isto, gera-se uma nova imagem com bordas evidenciadas. A nova imagem é segmentada através do algoritmo de deslocamento pela média, com o objetivo de obter superfícies planas do objeto de interesse. Os píxeis da imagem segmentada são então projetados ortogonalmente, gerando uma nuvem de pontos com coordenadas tridimensionais das superfícies. Finalmente, as dimensões do objeto são comparadas com medidas de referência, sendo verificado que a diferença na medida tridimensional obtida é de aproximadamente 2 centímetros.

O presente estudo discute o uso da Topografia na Balística Forense. O levantamento topográfico detalhado visando a representação do ambiente proporciona a determinação da trajetória de um projétil, auxiliando na perícia criminal posicional de um caso. Com o uso dos dados levantados e com modelos matemáticos adequados, serão realizados testes e criadas hipóteses para a determinação da trajetória de um projétil, para estimar as possíveis posições de disparo da arma de fogo. Os resultados mostram-se promissores, podendo ser adotados pelos institutos de perícia criminal do Brasil como rotina de seus trabalhos.

Neste estudo foi avaliada a qualidade geométrica no mapeamento do painel "O Tempo e a Vida" realizado através de imagens TOF tomadas com a câmara CamCube 3. Para isto, foi analisado o tempo de integração adequado para a tomada das imagens com distâncias variando de 1 a 6 metros. Realizou-se a filtragem estatística das nuvens de pontos para a remoção de outliers. Foi testado o registro geométrico com o algoritmo ICP utilizando sobreposição de 52 e 84 % entre as nuvens de pontos adjacentes, respectivamente nos Experimentos 1 e 2 realizados. As nuvens de pontos registradas foram transformadas em duas ortoimagens para avaliação da acurácia planimétrica, resultando em RMS de 1,5 e 1,2 cm. Estes valores correspondem às escalas de mapeamento 1:100 e 1:50 especificadas pela ASPRS (1989). Com a avaliação da acurácia global foi verificado que as nuvens de pontos podem ser geradas com erro esperado de 1,5 cm. Se for utilizada alta sobreposição entre as imagens TOF para a realização do registro geométrico, conforme o Experimento 2, o erro esperado pode diminuir para 1,0 cm. De acordo com especificações do comitê internacional CIPA (1981), estes valores possibilitam mapeamentos na escala 1:50 visando a documentação para conservação e restauração de fachadas arquitetônicas e monumentos.