Control visual con cámara FPGA basado en ViSP
Ene10

Control visual con cámara FPGA basado en ViSP

En este artículo se describe un sistema de control visual que utiliza una cámara rápida con preprocesamiento de la imagen mediante una FPGA integrada en la cámara. Para el desarrollo de la plataforma software se ha partido de las librerías ViSP integrando los distintos elementos que intervienen en el sistema de control en una aplicación basada en hilos. La interfaz gráfica desarrollada en la plataforma propuesta facilita tanto el control del robot, como la configuración de la cámara sin necesidad de recompilar el software cada vez. Dentro de las configuraciones posibles del sistema que proporciona la plataforma software desarrollada, en este artículo se muestra una comparativa de tiempos que permiten validar la mejora obtenida al utilizar la cámara con FPGA integrada. INTRODUCCIÓN El control visual se basa en ver y reconocer el entorno mediante un sistema de visión por computador para cerrar el bucle de control y realizar el movimiento del sistema en función de la información que se haya capturado. Actualmente nos encontramos con dos tipos de control más generalizados [1]. El control visual basado en posición, cuyo funcionamiento se basa en un modelo geométrico del espacio de trabajo, de tal manera que cuando se extraen características del sistema de visión, se calcula la localización del objeto que se desea alcanzar así como la localización de la cámara. De esta manera tenemos un espacio virtual 3D con ambas posiciones, por lo que haciendo la comparación entre la posición de la cámara y del objeto se pueden obtener qué valores se deben enviar al regulador para realizar el movimiento del robot. Por otro lado, el control visual basado en imagen es más apropiado cuando no se dispone de dicho modelo geométrico de la tarea a desarrollar. Para determinar la ley de control se utilizan las características del objeto en el sensor visual, sin necesidad de calcular su posición real, por ello este tipo de control es más robusto frente a errores de calibración [2]. Las características usadas en el control visual basado en imagen se tratan como formas geométricas elementales (por ejemplo puntos característicos o esquinas) y permiten reconocer en una imagen la proyección de un objeto. Para reconocer estas formas geométricas se suelen utilizar técnicas como el marcado de puntos característicos en el objeto sobre un fondo uniforme. Hasta la fecha todos los proyectos de control visual basado en imagen se han desarrollado utilizando cámaras de diversos tipos [3], pero no se ha llegado a realizar un estudio profundo utilizando cámaras con hardware FPGA integrado, que es el objetivo principal de este artículo. Las FPGA son dispositivos reprogramables, que permiten realizar preprocesados de las imágenes capturadas por la...

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