Sistema de visão robótica substitui câmeras por radar de luz

ICT Results - 05/05/2010

A tecnologia avança o estado da arte atual do LIDAR (Light Detection and Ranging), o equivalente óptico do radar, no qual feixes refletidos de luz são utilizados para determinar a localização de um objeto.
[Imagem: IRPS]

Fazer com que os sistemas robóticos detectem objetos estáticos e em movimento continua sendo um obstáculo para a construção de robôs realmente autônomos e sistemas de vigilância mais avançados.

Uma tecnologia inovadora, que utiliza raios de luz para a localização e mapeamento de objetos, pode oferecer uma solução.

Radar de luz

A tecnologia avança o estado da arte atual do LIDAR (Light Detection and Ranging), o equivalente óptico do radar, no qual feixes refletidos de luz são utilizados para determinar a localização de um objeto.

Enquanto a maioria dos sistemas LIDAR atuais usa um processo em uma única etapa para detectar os objetos, rastreando uma área e medindo o tempo de retardo entre a transmissão de um pulso e a detecção do sinal refletido, os pesquisadores do projeto IRPS (Intelligent Robotic Porter System) adicionaram um passo preliminar.

Eles usam o LIDAR para construir um mapa 3D prévio da área, e só depois fazem a varredura. Isso permite que seu sistema aponte a localização não apenas de objetos estáticos, mas também daqueles em movimento - seja um ser humano, uma janela aberta ou um tubo de escape - com uma precisão de poucos milímetros.

Visão robótica sem câmeras

O grupo de pesquisadores de seis países batizou a tecnologia de 3D LIMS (LIDAR 3D Imaging and Measurement System) e prevê uma ampla gama de aplicações para ela, da navegação de veículos autônomos em torno de aeroportos até o monitoramento de equipamentos industriais e a melhoria dos sistemas de vigilância.

"Esse processo LIDAR de duas etapas, envolvendo primeiro uma calibração e depois a navegação em tempo real, é a alma da inovação. Ele permite que o sistema detecte alterações no meio ambiente de forma rápida e precisa," explica Maurice Heitz, gerente do projeto IRPS.

A tecnologia não apenas detecta os objetos com maior precisão como também, ao contrário dos sistemas de visão robótica baseados em câmeras, não é afetado por sombras, chuva ou neblina, e fornece informações angular e de distância para cada pixel, tornando-o adequado para uso em praticamente qualquer ambiente.

Veículos autônomos em aeroportos

Ao contrário dos sistemas de visão robótica baseados em câmeras, este não é afetado por sombras, chuva ou neblina, o que o torna adequado para uso em praticamente qualquer ambiente.
[Imagem: IRPS]

Para demonstrar o potencial do 3D LIMS, a equipe do IRPS construiu um protótipo de aplicação no qual a tecnologia foi usada para fazer a navegação de veículos autônomos que, no futuro, poderão transportar passageiros e bagagens em aeroportos.

De posse de um mapa descrevendo a localização dos objetos estáticos, como paredes, colunas, portas e escadas, os veículos usam o LIDAR para calcular com precisão a posição do próprio veículo e detectar os obstáculos não permanentes que se movem ao redor do aeroporto.

O gerente de projeto IRPS observa que há uma demanda real de um sistema assim por parte dos operadores de aeroportos, que estão encontrando cada vez mais dificuldades em satisfazer as demandas de transporte de passageiros e suas respectivas bagagens por causa das grandes dimensões dos aeroportos modernos.

Vigilância industrial

No entanto, ele diz que ainda serão necessários alguns anos para que buggies robóticos autônomos comecem a circular sozinhos nos aeroportos devido a uma combinação de problemas de segurança e à necessidade de novos avanços tecnológicos.

"Rodar um sistema LIMS 3D requer muito poder de processamento e um grande investimento", observa ele.

Outras aplicações, contudo, estão mais próximas do mercado. No campo da vigilância, o LIMS 3D pode melhorar as técnicas atuais para detectar intrusos ou apontar alterações dentro de um edifício.

"O sistema compara a leitura atual [da luz refletida] com o seu padrão de referência, o que lhe permite detectar qualquer alteração no meio ambiente", diz Heitz.

No caso do monitoramento industrial, por exemplo, um sistema LIMS 3D em uma refinaria seria capaz de detectar com precisão e instantaneamente algo tão pequeno como um cano vazando.

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