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dc.contributor.authorOlivatto, Tatiane Ferreira
dc.date.accessioned2021-09-02T18:12:56Z
dc.date.available2021-09-02T18:12:56Z
dc.date.issued2021-08-17
dc.identifier.citationOLIVATTO, Tatiane Ferreira. Identificação automática de rampas de acessibilidade apoiada por visão computacional a partir de imagens panorâmicas street-level. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14839.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14839
dc.description.abstractDespite the legal provision for accessibility in urban public spaces, most sidewalks in Brazil are not endorsed with accessibility curb ramps. For people with reduced mobility, especially wheelchair users, both the absence of accessibility ramps and the lack of knowledge about their presence or not in a given location, restricts independent urban mobility and often discourages the movement of these agents, causing exclusion in the process of urban spaces democratization. The lack of information related to the location of these infrastructures is mainly due to the reduced availability of databases that cover them. Despite initiatives to map them, many methodologies become technically or economically unfeasible, such as the use of satellite images and field surveys. At the same time, the use of street-level images combined with artificial intelligence techniques, such as computer vision and neural networks, have been widely used to collect data on urban infrastructure. Seeking an alternative to this issue, the objective of this work was to use street-level images to build a labelled image dataset and enable the identification of accessibility curb ramps on sidewalks through object detection. To this end, the work began by obtaining Google Street View panoramas in a strategic way, based on census information on the occurrence of ramps and population strata. The accessibility curb ramps identified in these images were manually labeled for the construction of that image database and used in the training and validation of a convolutional neural network of the YOLOv4 object detector. From then on, training was performed varying pre-processing techniques and training parameters, thus, it was found that the use of Tiling and the use of pre-trained weights resulted in an average validation accuracy of the order of 65%. The main limitation of the research occurred in this stage, due to computational memory limitations for processing. Tests indicated that the network detects objects with an average accuracy of 85%, identifying about 77% of the objects in the test set. The resulting convolutional weights allowed ramps detection with varied designs, however, the neural network had a lower performance in the evaluation of partially occluded slopes or in a poor state of conservation. During the experimental procedures, it was observed that the adoption of the 65% threshold for detection accuracy led to a better balance between the number of correct and incorrect detections, as well as to enable the identification of proportionally small objects. The labeled image dataset elaborated in this work is a relevant contribution, considering that there is currently no similar database for accessibility curb ramps that includes Brazilian cities. In addition, the detector trained to identify curb ramps on public sidewalks proved effective, enhancing future applications that may involve the mapping of these infrastructures, the inclusion of other classes and the development of more elaborate applications.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectAcessibilidadepor
dc.subjectRampa de acessibilidadepor
dc.subjectVisão computacionalpor
dc.subjectDetecção de objetopor
dc.subjectYOLOv4por
dc.subjectGoogle Street Viewpor
dc.subjectImagem panorâmicapor
dc.subjectTilingeng
dc.subjectAccessibilityeng
dc.subjectAccessibility curb rampeng
dc.subjectComputer Visioneng
dc.subjectObject detectioneng
dc.subjectPanorama imageeng
dc.titleIdentificação automática de rampas de acessibilidade apoiada por visão computacional a partir de imagens panorâmicas street-levelpor
dc.title.alternativeAutomatic identification of accessibility curb ramps supported by computer vision based on street-level panoramas imageseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Melanda, Edson Augusto
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1554762456965991por
dc.description.resumoApesar da previsão legal de acessibilidade nos espaços públicos urbanos, a maioria das calçadas no Brasil não são dotadas de rampas de acessibilidade. Para pessoas com mobilidade reduzida, em especial usuários de cadeiras de rodas, tanto a ausência de rampas de acessibilidade quanto o desconhecimento sobre sua presença ou não em determinado local, restringe a mobilidade urbana independente e, muitas vezes, desestimula a circulação destes agentes, ocasionando exclusão no processo de democratização dos espaços urbanos. A falta de informação relacionada à localização destas infraestruturas se deve, principalmente, a disponibilidade reduzida de bancos de dados que as contemple. Apesar de iniciativas para mapeá-las, muitas metodologias se tornam tecnicamente ou economicamente inviáveis, como é o caso do uso de imagens de satélite e o levantamento de campo. Paralelamente, o uso de imagens ao nível do solo aliadas às técnicas de inteligência artificial, como visão computacional e redes neurais, vêm sendo amplamente empregadas na coleta de dados acerca de infraestruturas urbanas. Buscando uma alternativa para esta questão, o objetivo deste trabalho foi utilizar imagens ao nível do solo para construir um banco de imagens rotuladas e viabilizar a identificação de rampas de acessibilidade em calçadas por meio de detecção de objetos. Para tal, o trabalho teve início pela obtenção de panorâmicas do Google Street View de modo estratégico, a partir de informações censitárias sobre ocorrência de rampas e estratos populacionais. As rampas de acessibilidade identificadas nestas imagens foram rotuladas manualmente para a construção do referido banco de imagens e utilizadas no treinamento e validação de uma rede neural convolucional do detector de objetos YOLOv4. A partir daí, foram realizados treinamentos variando-se as técnicas de pré-processamento e os parâmetros de treinamento, com isso, verificou-se que o emprego de Tiling e o uso de pesos pré-treinados resultaram numa precisão média de validação da ordem de 65%. Os testes indicaram que a rede detecta objetos com precisão média de 85%, identificando cerca de 77% dos objetos do conjunto de teste. Os pesos convolucionais resultantes permitiram a detecção de rampas com designs variados, entretanto, a rede neural apresentou menor desempenho na avaliação de rampas parcialmente oclusas ou em mau estado de conservação. Durante os procedimentos experimentais, observou-se que a adoção do threshold de 65% para a precisão de detecção levou a um melhor equilíbrio entre o número de detecções corretas e incorretas, assim como para possibilitar a identificação de objetos proporcionalmente pequenos. O banco de imagens rotuladas elaborado neste trabalho é uma contribuição relevante considerando que não há atualmente um banco similar para rampas de acessibilidade que inclua municípios brasileiros. Além disso, o detector treinado para identificar as rampas nos passeios públicos se mostrou eficaz, potencializando aplicações futuras que possam envolver o mapeamento destas infraestruturas, a inclusão de outras classes e o desenvolvimento de aplicações mais elaboradas.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Urbana - PPGEUpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAOpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOFISICA::SENSORIAMENTO REMOTOpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::PROCESSAMENTO GRAFICO (GRAPHICS)por
dc.subject.cnpqCIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::ARQUITETURA E URBANISMO::PROJETO DE ARQUITETUTA E URBANISMO::PLANEJAMENTO E PROJETO DO ESPACO URBANOpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::PLANEJAMENTO URBANO E REGIONAL::SERVICOS URBANOS E REGIONAIS::INFRA-ESTRUTURAS URBANAS E REGIONAISpor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 8882.426640/2019-01por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9393161489259379por


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