Palabras clave

Estimación de posición y orientación, detección de carril, navegación visual, homografía, transformación geométrica, corrección de distorsión, transformada Hough, cámara pinhole, calibración de cámara, visión computacional.

Resumen

Navegación visual es un problema de investigación abierto que se puede abordar usando métodos de visión por computadora. Cada día, las aplicaciones basadas en visión son más comunes; por ejemplo, la navegación autónoma, localización de objetos, seguidor de rutas y construcciones de mapa tridimensional, entre otras.

Los sistemas opto-digitales poseen grandes ventajas para el desarrollo de aplicaciones de visión por computadora. Su configuración integra un sistema óptico con un medio de adquisición de imágenes y procesamiento digital. En la actualidad, la captura de imágenes se realiza de forma rápida empleando cámaras digitales. También, las computadoras digitales permiten que el procesamiento de las imágenes capturadas pueda realizarse a altas velocidades y de forma mucho más flexible.

En este trabajo de tesis se propone un método opto-digital para la estimación de posición y orientación de un robot móvil terrestre. Primeramente, se realiza una detección de contornos en la escena. Esta información permite realizar una detección de líneas de carril, a través de la transformada de Hough. Posteriormente, se determina la posición y orientación del vehículo a partir de las líneas detectadas. Se utilizan máscaras digitales para limitar la información no útil que interfiere a la detección de líneas. Asimismo, se realiza una implementación paralela de los algoritmos en desarrollados para reducir el tiempo de respuesta en el procesamiento digital de datos.

El método propuesto es evaluado a través de criterios de desempeño objetivos al procesar secuencias de video tomadas del mundo real. Los resultados obtenidos mostraron que lo métodos opto-digitales son factibles para aplicaciones de navegación visual e instrumentación óptica en vehículos reales.

Contribuciones

Rigoberto Juarez-Salazar, Alejandra Giron, Juan Zheng, and Victor H. Diaz-Ramirez, “Key concepts for phase-to-coordinate conversion in fringe projection systems,” Applied Optics, vol. 58(18), pp. 4828-4834, 2019.

Juan Zheng, Alejandra Giron, Rigoberto Juarez-Salazar, and Victor H. Diaz-Ramirez, “Image stitching by projective transformations,” Proc. SPIE, vol. 11136, pp. 111360C, 2019.

R. Juarez-Salazar et al., “Calibration of camera-projector fringe projection systems for three-dimensional scanning,” Proc. SPIE, vol. 11136, pp. 111360D, 2019.

A. Giron et al., “Length measurements from monocular images,” Proc. SPIE, vol. 11136, pp. 111360F, 2019.

Juan Zheng, Rigoberto Juarez-Salazar, and Victor H. Diaz-Ramirez, “Pose estimation from projective transformations for visual guidance of a wheeled mobile robot,” Accepted for presentation in Proc. SPIE, August 2020.

Alejandra Giron, Juan Zheng, Rigoberto Juarez-Salazar, and Victor H. Diaz-Ramirez, “3DFringe: Digitalización de objetos tridimensionales por proyección de franjas,” Software IPN, 2019.

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