Sensor Fusion of LiDAR and Stereo Camera for Forest Mapping
| Ano de defesa: | 2024 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | eng |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22042025-205731/ |
Resumo: | Forests cover 30.8% of global land area and play a critical role in providing resources, storing carbon, and supporting biodiversity. Effective management and conservation require precise mapping and monitoring. Traditional methods rely on manual measurements and statistical techniques, while mobile robots equipped with LiDAR or Stereo Cameras have displayed promising results. Combining LiDAR and Stereo Camera has also produced good results in urban environments. This study explores the fusion of LiDAR and Stereo Camera data to improve the accuracy of forest mapping, specifically by measuring the Diameter at Breast Height (DBH) of trees. The proposed method combines initial depth estimation from stereo images with LiDAR data and refines it with a neural network. Experimental results demonstrate that this approach reduces DBH estimation error from 0.9 cm (3.4% of the measured actual DBH) using LiDAR alone to 0.6 cm (2.5%), validating the hypothesis that sensor fusion enhances mapping accuracy. |
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Sensor Fusion of LiDAR and Stereo Camera for Forest MappingFusão Sensorial de LiDAR e Câmera Estéreo para Mapeamento FlorestalCâmera estéreoForest mappingFusão sensorialLiDARLiDARMapeamento florestalSensor fusionStereo cameraForests cover 30.8% of global land area and play a critical role in providing resources, storing carbon, and supporting biodiversity. Effective management and conservation require precise mapping and monitoring. Traditional methods rely on manual measurements and statistical techniques, while mobile robots equipped with LiDAR or Stereo Cameras have displayed promising results. Combining LiDAR and Stereo Camera has also produced good results in urban environments. This study explores the fusion of LiDAR and Stereo Camera data to improve the accuracy of forest mapping, specifically by measuring the Diameter at Breast Height (DBH) of trees. The proposed method combines initial depth estimation from stereo images with LiDAR data and refines it with a neural network. Experimental results demonstrate that this approach reduces DBH estimation error from 0.9 cm (3.4% of the measured actual DBH) using LiDAR alone to 0.6 cm (2.5%), validating the hypothesis that sensor fusion enhances mapping accuracy.As florestas cobrem 30,8% da área terrestre global e desempenham um papel crítico no fornecimento de recursos, armazenamento de carbono e suporte à biodiversidade. A gestão e conservação eficazes requerem mapeamento e monitoramento precisos. Métodos tradicionais dependem de medições manuais e técnicas estatísticas, enquanto robôs móveis equipados com LiDAR ou Câmeras Estéreo têm mostrado resultados promissores. Além disso, a combinação de LiDAR e Câmera Estéreo produziu bons resultados em ambientes urbanos. Este estudo explora a fusão dos dados de LiDAR e Câmera Estéreo para melhorar a precisão do mapeamento florestal, especificamente medindo o Diâmetro à Altura do Peito (DAP) das árvores. O método proposto combina a estimativa inicial de profundidade das imagens estéreo com dados de LiDAR e os refina com uma rede neural. Os resultados experimentais demonstram que essa abordagem reduz o erro de estimativa de DAP de 0,9 cm (3,4% do DAP real medido) usando apenas LiDAR para 0,6 cm (2,5%), validando a hipótese de que a fusão de sensores aprimora a precisão do mapeamento.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPRomero, Roseli Aparecida FrancelinSouza Neto, Amador Marcelino de2024-10-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-22042025-205731/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2025-04-23T10:04:02Zoai:teses.usp.br:tde-22042025-205731Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-04-23T10:04:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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