p200602647 método de posicionamiento espacial de objetos

P200602647
MÉTODO DE POSICIONAMIENTO ESPACIAL DE
OBJETOS CILÍNDRICOS MEDIANTE ANÁLISIS DE
IMÁGENES
Descripción
Un grupo de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid ha desarrollado un método para determinar
la posición espacial de un objeto cilíndrico basado en el procesamiento de la imagen captada por una única
cámara.
Las fuentes de información que necesitan son únicamente la información de las imágenes de vídeo captadas
por la cámara, el campo de visión de la misma y el diámetro del cilindro. La posición 3D del objeto cilíndrico
se obtiene mediante un análisis de la sección transversal de éste y de los bordes del cilindro visualizados en la
imagen captada.
Esta solución resulta interesante en el campo de la cirugía laparoscópica (cuyas herramientas presentan un
vástago de forma cilíndrica) con tres aplicaciones concretas:
El análisis automático de intervenciones quirúrgicas para obtener parámetros de evaluación de las mismas
Las aplicaciones de realidad aumentada que permitan guiar al cirujano.
Los sistemas computerizados inteligentes de cirugía.
Este método de posicionamiento puede resultar útil, además de en el sector médico, en otros sectores como el
de producción industrial, de control o robótica.
Perspectiva de un cilindro (A) en el espacio y la
proyección sus bordes en el plano de la imagen (B1) y
(B2), fijando el centro óptico en el punto (C). La recta
perpendicular al eje del cilindro que intersecta a éste
y que contiene al centro óptico, corta a dicho eje en el
punto (N). El punto (P) es un punto cualquiera del eje
del cilindro. Los planos de vista de los bordes del cilindro
(Ω1) y (Ω2) determinan los bordes proyectados del
cilindro en su corte con el plano de la imagen (Γ).
Sección transversal del cilindro contenida en el plano
ortogonal al eje del cilindro que pasa por el centro
óptico (C) y presenta como centro el punto (N). El
ángulo (2λN) es el ángulo diedro que forman los
planos de vista (Ω1) y (Ω2) en dicha sección. Los
vectores (uΩ1) y (uΩ2) son los vectores normales a
dichos planos de vista.
Innovación/Ventajas
La novedad de este método de localización espacial de objetos cilíndricos es que determina la posición de
cualquier punto de un cilindro analizando exclusivamente las secuencias de imágenes captadas por una
única cámara. De esta forma, el método es capaz de estimar las tres componentes espaciales haciendo uso de
información 2D de las imágenes captadas de forma monoscópica. Además, no necesita ningún tipo de elemento
adicional en la escena, como marcadores (como ocurre en algunos sensores de posición) cosa muy interesante
en el campo de la cirugía de mínima invasión.
El hecho de utilizar imágenes captadas de forma monoscópica y no necesitar más elementos adicionales hace
que este método resuelva los inconvenientes que presentan los sensores de localización espacial tradicionales:
elimina la aparatosidad del uso de los sensores mecánicos, los problemas de interferencias con objetos metálicos
de los sensores electromagnéticos así como la necesidad de un campo de visión sin obstáculos necesario con
los sensores ópticos.
Situación de la propiedad intelectual
Patente española P200602647 concedida en 2008.
Patente internacional PCT/ES2007/000579.
Inventor/es
Enrique J. Gómez Aguilera
Dpto. Tecnología Fotónica
ETSI Telecomunicación
egomez@gbt.tfo.upm.es
Alicia María Cano Rodríguez
Dpto. Tecnología Fotónica
ETSI Telecomunicación
Francisco Gayá Moreno
Dpto. Tecnología Fotónica
ETSI Telecomunicación
Enlaces de interés
http://www.gbt.tfo.upm.es/gbt.html
Pablo Lamata de la Orden
Dpto. Tecnología Fotónica
ETSI Telecomunicación
Francisco del Pozo Guerrero
Dpto. Tecnología Fotónica
ETSI Telecomunicación
Elena Hernando Pérez
Dpto. Tecnología Fotónica
ETSI Telecomunicación