Universidade de Mineração da China obtém patente de reconstrução 3D em ambientes de minas com baixa luminosidade

De acordo com pt.wedoany.com-Recentemente, a Universidade de Mineração da China (China University of Mining and Technology) alcançou um avanço tecnológico no campo da reconstrução tridimensional de cenários de riscos de segurança em minas. A patente de invenção "Um método de estimativa de profundidade auto-supervisionada para reconstrução 3D de cenários de riscos de segurança em minas", cuja equipe de inventores inclui o professor de nível 2 Cheng Deqiang e o professor associado e vice-diretor do centro de pesquisa Kou Qiqi, foi oficialmente concedida pela Administração Nacional de Propriedade Intelectual, sendo a titular a Universidade de Mineração da China. Esta patente propõe um método de estimativa de profundidade monocular auto-supervisionada para resolver o problema de estimativa de profundidade em ambientes complexos de minas, como baixa luminosidade e iluminação irregular, podendo melhorar significativamente a percepção visual subterrânea e a capacidade de modelagem tridimensional.

A Universidade de Mineração da China é uma universidade nacional chave diretamente subordinada ao Ministério da Educação, localizada em Xuzhou, província de Jiangsu. É uma instituição de ensino superior integrante do projeto "211" e da construção "Dupla Primeira Classe", com vantagens disciplinares nas áreas de engenharia de mineração, engenharia de segurança e ciência. O professor Cheng Deqiang é atualmente o diretor da Escola de Pós-Graduação da Universidade de Mineração da China, diretor executivo da Escola Nacional de Engenharia de Excelência, e também responsável pelo Centro de Pesquisa em Detecção Inteligente e Reconhecimento de Padrões. Este centro de pesquisa concentra-se há muito tempo no processamento de imagens subterrâneas de minas de carvão e no desenvolvimento de algoritmos de inteligência artificial, tendo desenvolvido mais de 30 tipos de algoritmos de análise de vídeo para toda a mina, adaptados a ambientes operacionais especiais, e fabricado uma série de câmeras de análise inteligente com coordenação nuvem-borda-terminal, possuindo múltiplas patentes principais e direitos autorais de software.

A patente de invenção concedida desta vez propõe um conjunto completo de soluções técnicas. Primeiramente, são construídas redes de estimativa de profundidade e redes de estimativa de pose para imagens com iluminação normal e imagens com baixa luminosidade, respectivamente. Um módulo de percepção de posição com mecanismo de auto-atenção é introduzido entre o codificador e o decodificador para obter informações de contexto global da estrutura da cena e representações de características mais otimizadas. Durante o treinamento da rede, são utilizadas simultaneamente imagens com iluminação normal e imagens com baixa luminosidade processadas pela Rede Generativa Adversarial de Consistência Cíclica (CycleGAN) para treinamento. Em seguida, um algoritmo de aprimoramento de imagem por mapeamento é aplicado às imagens de saída da rede generativa adversarial para manter a consistência de brilho e resolver problemas de baixa luminosidade e iluminação irregular. Este método aprimora a representação de características em detalhes e fortalece o efeito de estimativa de profundidade para fundos complexos. O módulo de aprimoramento de imagem por mapeamento aumenta significativamente o brilho e o contraste das imagens com baixa luminosidade, resultando em maior visibilidade e preservação de mais detalhes.

Os pontos inovadores desta patente incluem: o módulo de percepção de posição com auto-atenção agrega informações de contexto global, aprimorando a representação de características de profundidade em cenas complexas; a estratégia de treinamento de dupla via utiliza mapas de profundidade de iluminação normal como pseudo-rótulos, melhorando a precisão da estimativa para imagens com baixa luminosidade; o módulo de aprimoramento de imagem por mapeamento aumenta a visibilidade de imagens com baixa luminosidade através de uma função de mapeamento de brilho; a otimização conjunta combinando similaridade estrutural e perda L1 melhora a qualidade das vistas reconstruídas; a adoção de uma rede backbone leve atende aos requisitos de implantação embarcada em minas. Esta tecnologia pode ser aplicada à reconstrução tridimensional e simulação de minas, monitoramento inteligente e inspeção subterrânea, identificação e alerta de riscos de segurança, visualização e operação remota de minas, bem como em ambientes industriais com baixa luminosidade, como túneis e obras subterrâneas. Esta concessão de patente fornece suporte técnico central no nível de percepção visual para a modernização inteligente de minas de carvão e minas não carboníferas.