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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40386| Título: | Criação de um dataset para a detecção aérea de pessoas em ambientes aquáticos |
| Título(s) alternativo(s): | Creation of a dataset for aerial detection of people in aquatic environments |
| Autor(es): | Bueno Junior, Jose Laudilino |
| Orientador(es): | Oliveira, Andre Schneider de |
| Palavras-chave: | Visão por computador Aprendizado profundo (Aprendizado do computador) Operações de busca e salvamento - Inovações tecnológicas Afogamento - Prevenção Drone Detectores ópticos Computer vision Deep learning (Machine learning) Search and rescue operations - Technological innovations Drowning - Prevention Drone aircraft Optical detectors |
| Data do documento: | 27-Nov-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BUENO JUNIOR, José Laudilino. Criação de um dataset para a detecção aérea de pessoas em ambientes aquáticos. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
| Resumo: | O aumento de incidentes por afogamento em regiões costeiras evidencia a necessidade de soluções tecnológicas capazes de ampliar a eficiência e a rapidez das operações de busca e salvamento. Nesse contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação de um sistema de detecção automática de pessoas em ambientes aquáticos, baseado em técnicas de visão computacional aplicadas a imagens aéreas capturadas por veículos aéreos não tripulados equipados com sensores óptico (RGB) e termográfico. Foi construído um dataset multiespectral, composto por imagens sincronizadas obtidas em diferentes altitudes de voo e condições de iluminação, abrangendo cenários reais do litoral paranaense. As imagens foram manualmente anotadas com a classe única pessoa, visando representar situações típicas de risco em operações de resgate aquático. Para ampliar a variabilidade do conjunto de dados e reduzir o risco de sobreajuste, foram aplicadas técnicas de aumento artificial de dados, incluindo rotações, espelhamento horizontal e vertical, variações de escala, ajustes de brilho e contraste, adição de ruído e pequenas translações, de modo a simular diferentes condições de captura, iluminação e posicionamento do alvo. Os experimentos foram conduzidos utilizando modelos da família YOLO (You Only Look Once), em diferentes configurações de profundidade e complexidade. Uma avaliação preliminar do dataset foi conduzida, selecionados por sua elevada eficiência computacional e viabilidade para aplicações em tempo real e sistemas embarcados. Foram avaliadas diferentes configurações de modelo quanto à precisão, robustez frente a variações de escala e modalidade espectral, e desempenho computacional. Os resultados demonstram que a utilização conjunta de imagens RGB e térmicas contribui significativamente para a detecção confiável de pessoas, especialmente em condições de iluminação desfavoráveis e baixo contraste visual, comuns em ambientes aquáticos. Conclui-se que a abordagem proposta é tecnicamente viável e apresenta potencial para integração em sistemas reais de apoio a equipes de busca e salvamento, contribuindo para a redução do tempo de resposta e aumento das chances de resgate bem-sucedido. |
| Abstract: | The increase in drowning incidents in coastal regions highlights the need for technological solutions capable of improving the efficiency and response time of search and rescue operations. In this context, this work presents the development and validation of an automatic system for detecting people in aquatic environments, based on computer vision techniques applied to aerial images captured by unmanned aerial vehicles equipped with optical (RGB) and thermal sensors. A multispectral dataset was constructed, composed of synchronized images acquired at different flight altitudes and lighting conditions, covering real scenarios from the coast of the state of Paraná, Brazil. The images were manually annotated using a single class, person, in order to represent typical risk situations in aquatic rescue operations. To increase data variability and reduce the risk of overfitting, data augmentation techniques were applied, including rotations, horizontal and vertical flipping, scale variations, brightness and contrast adjustments, noise addition, and small translations, in order to simulate different capture conditions, illumination, and target positioning. The experiments were conducted using models from the YOLO (You Only Look Once) family, in different configurations of depth and complexity. A preliminary evaluation of the dataset was carried out, and the models were selected due to their high computational efficiency and suitability for real-time and embedded applications. Different model configurations were evaluated in terms of detection accuracy, robustness to scale variations and spectral modality, and computational performance. The results demonstrate that the combined use of RGB and thermal images significantly improves the reliable detection of people, especially under unfavorable lighting conditions and low visual contrast, which are common in aquatic environments. It is concluded that the proposed approach is technically feasible and presents strong potential for integration into real-world support systems for search and rescue teams, contributing to reduced response time and increased chances of successful rescue. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40386 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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