Algoritmos de control visual basado en imagen permisible a variaciones del zoom

Abstract

Este trabajo presenta la propuesta de tres algoritmos de control visual basados en el uso de las características en la imagen, los cuales permiten la variación del zoom de la cámara bajo la condición la convergencia de la distancia focal, al valor utilizado en el momento en que se capturó la imagen de referencia, al final de la tarea de control. Para nuestro conocimiento, a excepción del Control Visual Invariante, estos esquemas son los únicos que permiten la variación del zoom de la cámara mientras se realiza la tarea de control. La Propuesta 1 asume que el valor de la distancia focal de referencia es desconocida, mientras que las Propuestas 2 y 3 asumen lo contrario. Estas dos últimas propuestas se diferencian en el cálculo de la velocidad rotacional respecto al eje óptico: una mediante el uso de las características en la imagen y la otra mediante el uso de puntos invariantes, respectivamente. Las Propuestas 1 y 2 son comparadas con el Control Visual Invariante ante diferentes tareas de control y bajo distintos niveles de ruido en la imagen, encontrándose que la Propuesta 1 presenta un desempeño relativamente menor que el Control Invariante en el caso en que se requiere de una translación y rotación general para el cumplimiento de la tarea. Por su parte la Propuesta 2 presenta un mejor desempeño en el caso en que se conozca la distancia focal usada en la imagen de referencia. Las Propuestas 2 y 3 son evaluadas simulando una situación en que el coeficiente angular s de la cámara (skew coeficient) es distinto de cero, encontrándose que ambos esquemas presentan un comportamiento bastante aceptable y muy similar entre sí, prefiriéndose el uso de la Propuesta 2 por requerir de menor gasto computacional y ser ligeramente menos susceptible al ruido. Por último, se propuso y evaluó una ley general, aplicable a cualquiera de los esquemas propuestos, para mantener las características de la imagen dentro del campo visual de la cámara, obteniéndose resultados satisfactorios.