Visión artificial 3D. Esta es una combinación mágica de palabras. Hay docenas de soluciones diferentes en el mercado, pero generalmente no son lo suficientemente universales o son tan universales que no son suficientes para su aplicación. En este blog, te presentaremos diferentes enfoques para la tecnología 3D y revisaremos qué principio será el mejor para el uso futuro.
Plus: Creamos una encuesta preguntando a los profesionales qué tecnología de visión 3D creen que es mejor y hemos compartido los resultados.
Triangulación
Una de las aplicaciones con tecnologías de visión más utilizadas en el mundo de las cámaras 3D es la triangulación, que proporciona una medición de distancia sencilla mediante cálculo angular. La luz reflejada incide sobre un elemento receptor en un cierto ángulo dependiendo de la distancia. Este método estándar se basa en una combinación del proyector y la cámara. Hay dos variantes básicas de las proyecciones: modelos con estructura de una sola línea y patrón geométrico bidimensional.Se utiliza una sola línea proyectada en aplicaciones en las que el objeto se mueve debajo de la cámara. Si tiene un objeto estático, puede utilizar varias líneas paralelas que permiten la evaluación de la escena / superficie completa. Esto se hace con una luz láser moldeada en un patrón geométrico bidimensional (“luz estructurada”) que generalmente usa un elemento óptico difractivo (DOE). Los patrones más comunes son matrices de puntos, cuadrículas de líneas, múltiples líneas paralelas y círculos.
Luz estructurada
Otro principio común de la tecnología de cámaras 3D es la técnica de luz estructurada. El sistema contiene al menos una cámara (lo más común es usar dos cámaras) y un proyector. El proyector crea una banda de luz estrecha (los patrones de rayas paralelas se utilizan ampliamente), que ilumina el objeto capturado. Las cámaras desde diferentes ángulos observan las distintas líneas curvas del proyector.La proyección también depende de la tecnología que se utiliza para crear el patrón. Actualmente, las tres tecnologías de proyección digital más extendidas son:
- Cristal líquido transmisivo,
- Cristal líquido reflectante sobre silicio (LCOS)
- Procesamiento de luz digital (DLP)
Tiempo de vuelo (ToF ó Time of Flight por sus siglas en inglés)
Por este principio, la cámara contiene un LED de alta potencia que emite luz que se refleja en el objeto y luego regresa al sensor de imagen. La distancia de la cámara al objeto se calcula en función del tiempo de retraso entre la luz transmitida y recibida.Este es un principio realmente simple que se utiliza para aplicaciones 3D. La longitud de onda más común utilizada es de alrededor de 850 nm. Esto se denomina rango de infrarrojo cercano, que es invisible para la seguridad humana y visual.
Este es un uso especialmente bueno, ya que la cámara puede proporcionar de forma estándar imágenes 2D y 3D al mismo tiempo.
Un sensor de imagen y un emisor de LED se utilizan como un producto todo en uno, lo que facilita la integración y el uso. Sin embargo, un punto negativo es que la resolución máxima es VGA (640 x 480) y para la resolución Z se espera +/- 1cm. Por otro lado, es una solución económica con dimensiones modestas.
Las aplicaciones más comunes son:
- Robótica
- Controles de puerta
- Localización de los objetos
- Teléfonos móviles
- Consolas de juegos (XBOX y cámara Kinect)
Visión en estéreo (ó Stereo Vision por su nombre en inglés)
La cámara 3D por visión estéreo es un método bastante común que normalmente incluye dos sensores de exploración de área (cámaras). Al igual que con la visión humana, la información 3D se obtiene comparando imágenes tomadas desde dos ubicaciones.El principio, a veces llamado visión estereoscópica, captura la misma escena desde diferentes ángulos. Luego, la información de profundidad se calcula a partir de las disparidades de píxeles de la imagen (diferencia en la posición lateral). El proceso de emparejamiento, que busca la misma información con las cámaras derecha e izquierda, es fundamental para la precisión y densidad de los datos.
Las aplicaciones más comunes son:
- Navegación
- Recolección de contenedores
- Despaletización
- Guiado robótico
- Vehículos de guiado autónomo
- Control de calidad y clasificación de productos.
Le preguntamos a diferentes colegas, profesionales, así como a la competencia, en LinkedIn cuál es la mejor tecnología 3D y qué tecnología se utilizará en el futuro. Y estos son los resultados.
Como se puede ver, más del 50% de la gente cree que no existe un principio que pueda resolver cada tarea en el mundo de la visión artificial 3D. Y tal vez por eso la visión artificial es una tecnología tan maravillosa. Muchos enfoques, soluciones y personas inteligentes pueden aportar soluciones desde diferentes perspectivas y accesos.