Resumen

este artículo muestra el proceso de implementación de un sistema de visión por computadora para robots móviles, el cual se fundamenta en una aproximación geométrica que evalúa la distancia y la inclinación de obstáculos planos. El sistema esta compuesto principalmente por una cámara CCD, una tarjeta de adquisición de imágenes y un arreglo de diodos láser que proyecta dos puntos de luz hacia el obstáculo.

Introducción

En muchas aplicaciones de la robótica móvil se requieren sistemas de visión para explorar el área alrededor del robot. Mediante tareas como la detección de obstáculos, el reconocimiento de formas y la estimación de distancias, se puede mejorar el control y la navegación. Uno de los sistemas de visión más populares para robots móviles es aquel que incluye arreglos láser, debido a su aplicabilidad y flexibilidad, ya que puede adoptar una gran variedad de formas. Estos sistemas están compuestos, generalmente, por diodos láser, cámaras de video CCD y tarjetas electrónicas que se encargan de adquirir las señales de video provenientes de las cámaras. Para la implementación de este sistema de visión, se trabajó con una aproximación geométrica [Kvasnica, 2003], la cual es ideal para ambientes estructurados. Dentro de las operaciones de procesamiento digital que se implementaron están las de segmentación y morfología matemática de imágenes.

Aproximación geométrica del sistema

El sistema de visión se basa en una aproximación geométrica [Kvasnica, 2003] de medición de rangos de distancia e inclinaciones (Range-incline tracer), con la cual se busca calcular la distancia D y la inclinación β a la cual se encuentra un obstáculo plano con respecto a un robot móvil (Figuras 1 y 2).

En la Figura 2 se debe tener en cuenta que:

• El punto de origen del sistema de referencia x, y es la intersección de los dos rayos de luz 4.
• El eje óptico 5 de la cámara 3 pasa a través del punto de origen del sistema de referencia.
• El eje y del sistema de referencia es paralelo al eje óptico 5 de la cámara 3 y su orientación positiva va dirigida hacia la cámara 3.
• Las coordenadas r₁, s₁ pertenecen al punto de luz A, el cual es emitido por el diodo láser 1 y proyectado sobre el obstáculo 6. Mediante la ecuación (1) se determina el valor de la coordenada s₁.
• Las coordenadas r₂, s₂ pertenecen al punto de luz B, el cual es emitido por el diodo láser 2 y proyectado sobre el obstáculo 6. Mediante la ecuación (2) se determina el valor de la coordenada s₂.
• En este arreglo láser cada rayo de luz 4 que se emite, crea un ángulo α / 2 con respecto al eje óptico 5 de la cámara.

• Materias:Formación de las imágenes Lásers en ingenierí­a Rayo láser Robots Sensores Sistemas de imágenes
• Subjects:Formation des images Lasers in engineering Lasers Robot sensors Imaging systems
• Palabras claves:Arreglo láser; Medición de distancia; Procesamiento de imágenes
• Keywords:Laser array; Distance measurement; Image processing