Algoritmos de visión para la estimación robusta de pose 3D

Abstract

El desarrollo de nuevos algoritmos en el campo de la visión artificial permite dotar a los robots móviles de una mayor autonomía en su funcionamiento. Si el autómata conoce el espacio que le rodea, es capaz de interactuar con el medio y realizar múltiples tareas. Tradicionalmente, los robots están equipados con microprocesadores, ordenadores a bordo que les permiten procesar la información que reciben y actuar en consecuencia. Sin embargo, carecen de inteligencia, lo que les impide reaccionar ante ambientes variables o escenarios desconocidos. Tareas como el reconocimiento, localización y manejo de objetos, suponen años de aprendizaje y experiencia para el ser humano. Implementar dichas propiedades en un ordenador supone un reto complicado y a pesar de que las capacidades en términos de velocidad de cómputo y memoria han incrementado de manera significativa en las últimas décadas, tan sólo se ha llegado a soluciones parciales. El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de algoritmos de refinamiento de pose 3D a partir de una estimación inicial. Esta primera estimación se puede obtener mediante métodos de detección que en cualquier caso no forman parte del alcance de este trabajo. Para valorar la robustez y respuesta de los algoritmos implementados, se ha realizado un estudio comparativo de las técnicas existentes en la actualidad. El método propuesto pretende aumentar la precisión de dichas técnicas, determinando el contexto aplicativo más adecuado a cada algoritmo en particular. El proceso de estimación de la pose de un objeto requiere de numerosas técnicas relacionadas con el tratamiento digital de imágenes. En este sentido es necesario realizar un análisis previo, para determinar el algoritmo que mejor se ajuste a cada fase del proyecto. Además, dado el contexto en el que nos encontramos, se precisa de una base sólida de geometría proyectiva y álgebra. En definitiva, el estudio del algoritmo de estimación de pose planteado inicialmente se constituye como un estudio general de las técnicas de tratamiento digital de imagenes, visión por ordenador y geometría proyectiva. El estudio que se propone se engloba dentro de los proyectos RISANAR y HANDLE, desarrollados por el departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la universidad Carlos III de Madrid en colaboración con otras universidades Europeas.