Las cámaras de detección de profundidad, como el controlador Kinect de Microsoft para videojuegos, se han convertido en sensores 3-D ampliamente utilizados. Ahora, una nueva tecnología de imagen inventada por la Universidad Carnegie Mellon y la Universidad de Toronto aborda una deficiencia importante de estas cámaras:incapacidad para trabajar con luz brillante, especialmente la luz solar.
La clave es reunir solo los bits de luz que la cámara realmente necesita. Los investigadores crearon un modelo matemático para ayudar a programar estos dispositivos para que la cámara y su fuente de luz trabajen juntas de manera eficiente, eliminando la luz extraña o "ruido" quede lo contrario, eliminaría las señales necesarias para detectar los contornos de una escena.
"Tenemos una forma de elegir los rayos de luz que queremos capturar y solo esos rayos", dijo Srinivasa Narasimhan, profesor asociado de robótica de la CMU. "No necesitamos nuevos algoritmos de procesamiento de imágenes y no necesitamos másprocesamiento para eliminar el ruido, porque no recogemos el ruido. Todo esto lo hace el sensor "
Un prototipo basado en este modelo sincroniza un proyector láser con una cámara común con obturador giratorio, el tipo de cámara utilizada en la mayoría de los teléfonos inteligentes, para que la cámara detecte la luz solo de los puntos que el láser ilumina mientras escaneaescena.
Esto no solo hace posible que la cámara funcione bajo una luz extremadamente brillante o en medio de luz altamente reflejada o difusa; puede capturar la forma de una bombilla encendida, por ejemplo, y ver a través del humo, sino que tambiéntambién lo hace extremadamente eficiente en términos de energía. Esta combinación de características podría hacer que esta tecnología de imágenes sea adecuada para muchas aplicaciones, incluidas imágenes médicas, inspección de partes brillantes y detección de robots utilizados para explorar la luna y los planetas. También podría incorporarse fácilmente en los teléfonos inteligentes.
Los investigadores presentarán sus hallazgos hoy en SIGGRAPH 2015, la Conferencia Internacional sobre Gráficos por Computadora y Técnicas Interactivas, en Los Ángeles.
Las cámaras de profundidad funcionan proyectando un patrón de puntos o líneas sobre una escena. Dependiendo de cómo se deforman estos patrones o cuánto tiempo lleva la luz reflejarse en la cámara, es posible calcular los contornos tridimensionales de la imagen.escena.
El problema es que estos dispositivos usan proyectores compactos que funcionan a baja potencia, por lo que sus patrones tenues se desvanecen y no se pueden detectar cuando la cámara captura la luz ambiental de una escena. Pero cuando un proyector escanea un láser a través de la escena, los puntos se iluminanpor el rayo láser son más brillantes, aunque solo sea brevemente, señaló Kyros Kutulakos, profesor de ciencias de la computación de la U of T.
"Aunque no estamos enviando una gran cantidad de fotones, en escalas de tiempo cortas, estamos enviando mucha más energía a ese lugar que la energía enviada por el sol", dijo. El truco es poderpara grabar solo la luz de ese punto a medida que está iluminado, en lugar de intentar seleccionar el punto de toda la escena brillante.
En el prototipo que usa una cámara con obturador giratorio, esto se logra sincronizando el proyector de modo que a medida que el láser escanea un plano en particular, la cámara acepta luz solo de ese plano. Alternativamente, si se usa otro hardware de cámara, el marco matemáticodesarrollado por el equipo puede calcular códigos de eficiencia energética que optimizan la cantidad de energía que llega a la cámara.
Además de permitir el uso de dispositivos similares a Kinect para jugar videojuegos al aire libre, el nuevo enfoque también podría usarse para imágenes médicas, como estructuras de la piel que de lo contrario se oscurecerían cuando la luz se difunde al entrar en la piel. Del mismo modo, elel sistema puede ver a través del humo a pesar de la dispersión de la luz que generalmente lo hace impenetrable para las cámaras. Los fabricantes también podrían usar el sistema para buscar anomalías en componentes brillantes o espejados.
William "Red" Whittaker, profesor universitario de robótica en CMU, dijo que el sistema ofrece una serie de ventajas para los robots extraterrestres. Debido a que las cámaras de profundidad iluminan activamente las escenas, son aptas para su uso en la oscuridad, como los cráteres internos, señaló.En las regiones polares de la luna, donde el sol siempre está en un ángulo bajo, es esencial un sistema de visión que pueda eliminar el resplandor.
"La detección de baja potencia es muy importante", dijo Whittaker, señalando que los sensores de un robot gastan una cantidad relativamente grande de energía porque siempre están encendidos. "Cada vatio importa en una misión espacial". Narasimhan dijo que las cámaras de profundidad pueden operaral aire libre podría ser útil en aplicaciones automotrices, como para mantener el espacio entre los autos autónomos que están "divididos en pelotones", siguiéndose entre sí a intervalos cortos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Carnegie Mellon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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