Algoritmo para Crear Mapas 3d en Tiempo Real

En este Articulo veremos un nuevo Algoritmo para Crear Mapas 3d en Tiempo Real desarrollado por investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology), se trata de una nueva tecnica que permite mediante una camara(Kinect) realizar un completo mapa 3d en tiempo real que funciona tanto en interiores como en exteriores y que permitiria grandes avances en vision artificial y robotica. Este algoritmo es capaz de reconocer territorios donde ya estuvo y unir el mapa sin ningun problema creando un continuo y realista mapa en 3D, con esta pequeña introduccion veamos mas fondo como funciona este completo algoritmo para crear mapas 3d en tiempo real, comencemos…

Desarrollo

Este nuevo algoritmo para Crear Mapas 3d en Tiempo Real resuelve un problema conocido de la comunidad robotica, llamado loop closure o deriva, que se produce al no alinear bien el mapa resultante debido a variaciones resultantes por paredes que aparentan ser mas altas, medir mal las distancias, desplazamientos, etc, ahora mediante este algoritmo el mapa resultante se alinea de forma mas eficiente. Mediante este algoritmo se determina como conectar el mapa mediante la posicion en el espacio a lo largo de el recorrido.

Esta tecnica puede ser utilizada para guiar a robots a traves de entornos peligrosos o desconocidos, aunque tambien obviamente para realizar modelos 3d de lugares importantes de manera facil y rapida. Este trabajo sera presentado en la Conferencia Internacional de Robots y sistemas inteligentes en Tokio.

• El Problema

La camara kinect produce una imagen de color, junto con informacion sobre el espaciado de cada pixel en la imagen. Un sensor de profundidad en la camara traduce la distancia entre pixeles en una medicion de profundidad, y grabando la profundidad de cada pixel en una imagen. Estos datos pueden ser analizados por una aplicacion para generar un representacion 3d de la imagen.

En 2011 se desarrollo una aplicacion de mapas 3d llamado KinectFusion que producia modelos 3d a partir de datos de informacion proporcionados por una camara Kinect en tiempo real, creaba modelos muy detallados con una gran resolucion, pero tenia la restriccion de que solo funcionaba con una region fija en el espacio.

Despues se amplio este trabajo y se desarrollo una tecnica para crear mapas igual de alta resolucion de mas de 100 metros, en 3D, en diferentes ambientes y en tiempo real, el objetivo, señalan, fue ambicioso desde el punto de vista de datos: Un entorno que abarca cientos de metros consistiría en millones de puntos en 3D. Para generar un mapa exacto, habría que saber qué puntos entre los millones deberian alinear. Grupos anteriores han abordado este problema mediante la ejecución de los datos una y otra vez, un enfoque práctico si desea crear mapas en tiempo real.

• Cartografia por Corte

Despues se ideo un enfoque mucho mas rapido, que se clasificaria en dos etapas: extremos frontal y extremo posterior.

En el extremo frontal, los investigadores desarrollaron un algoritmo para seguir la posicion de la camara en cada momento de el recorrido, a medida de que la camara toma imagenes a 30 fps, el algoritmo mide cuanto y en que direccion se ha movido la camara entre cada frame. Al mismo tiempo el algoritmo construye un modelo 3d constituido de «rebanadas», cada rebanada esta asociada a una posicion de la camara en que fue producida. Como la camara se mueve a traves de un pasillo, las rebanadas son integradas al mapa 3d.

En el extremo final, el algoritmo toma todas las posiciones que han sido trackeadas y las alinea a los lugares que reconoce familiares. Esta tecnica automaticamente alinea todas las «rebanadas» a lo largo de los miles de puntos, un enfoque rapido que evita tener que determinar, punto por punto, lo que se mueve.

Este nuevo Algoritmo para Crear Mapas 3d en Tiempo Real se ha utilizado para crear mapas 3d del MIT’s stata center, interiores y exteriores. En el futuro se prevee que esta tecnica aporte mucho a la robotica para dar mas y mejor informacion a los robots de su entorno. «Se puede imaginar un robot podía mirar a uno de estos mapas y decir que hay un bin aquí, o un extintor de incendios por aquí, y hacer interpretaciones más inteligentes del medio ambiente» dijo un investigador del MIT.