An Industry under Siege and the Making of a Common Framework

Este es el componente clave de todo el sistema. La …gura 3-14 muestra el modelo de Marca Arti…cial adoptado, tras varias pruebas con marcas alternativas [García 99a] [García 00a]. Se trata de una

5_{Más detalles en páginas Web de fabricantes de estos sensores, como: http://www.ovt.com,} http://www.photobit.com y http://www.vvl.co.uk.

Círculos de

posicionamiento posicionamientoCírculos de

Patrón de identificación

de Marca Código de Barras

Sentido de lectura Formato DIN-A4:29'7 x 21 cm.

Figura 3-14: Marca Arti…cial codi…cada: vista y detalle de sus componentes.

hoja de papel, formato DIN-A4, impresa con unos patrones blanco y negro formados por:

² Cuatro círculos negros, situados en posiciones calibradas próximas a las esquinas.

² Un patrón vertical de identi…cación (barras gruesas, grupo central-izquierdo), único para todas las marcas, que permite la detección y segmentación de la misma en cada imagen.

² Un código de barras dendígitos (barras …nas, grupo central-derecho), propio y distinto para cada marca, el cual se lee en dirección vertical, en sentido descendente.

De esta forma, se conjuntan en una sola marca características geométricas (los cuatro puntos) y codi…cadas (el código de barras derecho) lo que permite aunar precisión en la localización con una identi…cación unívoca de la marca por el código impreso en ella. Por otro lado, el patrón de identi…cación, al ser común a todas las marcas, simpli…ca y acelera el proceso de extracción de las mismas de entre el resto de componentes de una imagen dada.

En otro orden de cosas, y a pesar de que una marca en 3D tiene en teoría mejores posibilidades [Haralick 93] [Romero 00], la elección de una marca plana, en blanco y negro y de dimensiones como las señaladas se fundamenta en las siguientes razones:

² La precisión del sistema se demostrará que es su…ciente para la aplicación de…nida,

² Cualquier usuario, técnico o terapeuta puede imprimir las marcas de…nidas con un equipo informático a su alcance, lo que facilitaría su implantación práctica.

El patrón de localización y los círculos de posicionamiento serán objeto del estudio necesario en los capítulos que siguen. En lo que respecta al código de barras, ésta y otras secciones posteriores del presente capítulo detallarán su concepción y la información codi…cada en él.

Método de codi…cación e información presente en la Marca Arti…cial

La primera consideración es la de la elección del método de codi…cación; a este respecto las opciones posibles, sólo considerando aquellas dentro de los estándar actuales, ya son en sí numerosas6_{. Una}

primera gran división es la existente entre los códigos unidimensionales, como los ya familiares códigos de barras de precios de productos, y los bidimensionales, como el PDF-417 presente en nuestras declaraciones de IRPF.

A pesar de la muy alta densidad de información presente en los códigos bidimensionales , estos códigos resultan ser idóneos sólo cuando las condiciones de visibilidad [Ottaviani 99] están media- namente garantizadas: distancias acotadas a la cámara, situaciones coplanares con el plano imagen, etc. Por ello, su aplicación a marcas de posicionamiento en robótica móvil sería altamente proble- mática al estar sujeta a ciertos problemas de visibilidad, pues una marca adherida al muro de una habitación podrá, en muchas ocasiones, verse notablemente deformada.

De entre los códigos unidimensionales son descartables los códigos postales, como el PostNet

americano, por su escasa densidad de información. Otros códigos necesitan caracteres extra de arranque y parada como losCode128 óCode39, además, no es idonea una interpretación lingüistica del código como en [Jörg 99], sino que resulta más interesante aumentar la densidad de información dado el escaso espacio disponible y el objetivo de poder leer el código a grandes distancias. Así, el código EAN-13, estándar en el sistema de precios europeo, puede resultar idóneo por su alta densidad y, además, por poder incluir un caracter secundario gracias a un sistema alternativo de codi…cación [Palmer 89] [Krummel 96].

Qué se usa del EAN-13 en la marca arti…cial

En elAnexo Bse dan algunos detalles interesantes de la codi…cación EAN-13 de la cual se usan sólo ciertas características básicas en la marca de…nida; en concreto:

² La de…nición de símbolos, como una secuencia de siete barras (oscuras o claras) de ancho uniforme.

S-3 8-A 9-A 1-B 5-B S-4

Sentido de lectura

Figura 3-15: Método de codi…cación en la Marca Arti…cial.

² El uso de codi…caciones alternativas (los tipos A y B) para incorporar un dígito adicional.

² La presencia de barras de sincronismo, para facilitar la recuperación del ancho de barra. Particularizando al diseño de la marca arti…cial, se tiene que, a efectos prácticos, la anchura de cada barra limita el rango máximo de visibilidad usando cámaras y sistemas de visión arti…cial de propósito general. Así, en la marca arti…cial propuesta, y con el …n de disminuir las necesidades de identi…cación y aumentar en lo posible el tamaño de los símbolos, el código de barras se contempla sólo como una entrada unívoca a una base de datos, en la cual se indicarían todos aquellos detalles geométricos y parámetros de navegación que se estimaran como necesarios.

Es por ello que el número de dígitos que se contempla actualmente esn= 4, con lo que el número de barras necesario es de 28; añadiendo símbolos de sincronismo y zonas libres (o ’de silencio’), la dimensión de cada espacio se aproxima a los 0:5cm. En la marca experimental de la …gura 3-14 se …jó esta dimensión precísamente en esta longitud, dando lugar a la codi…cación mostrada en la …gura 3-15.

Se han empleado los códigos A y B para los cuatro dígitos, por lo que cada uno de ellos siempre empieza por blanco y acaba en negro. Además se ha incluido un sencillo, pero efectivo, check-sum

que se codi…ca usando un método similar al primer dígito de un EAN-13 (ver anexo B). En el ejemplo de la …gura 3-15 el número codi…cado es el8915, siendo la suma de sus dígitos igual a 23. Se toma entonces la última cifra de esta suma, el 3, y se codi…ca en binario como 0011. Asignando el valor binario 0 al tipo de codi…cación A y el valor binario 1 al tipo B, resulta el patrón AABB. De esta forma, el número 8915 será codi…cado con el dígito y tipo siguientes: 8-A, 9-A, 1-B, 5-B; tal y como se ilustra en la …gura citada.

Al comienzo y al …nal del código se incluyen dos patrones de sincronismo: el primero es de tres barras (S-3) y el segundo es de 4 (S-4), pues al acabar en negro el último dígito se hace necesario una barra blanca adicional. En total existen(4_£7) + 3 + 4 = 35barras que ocupan17:5 cmde los21cm

del código. El número total de codi…caciones posibles con esta versión es de 9999 concheck-sum

de comprobación; tal número de localizaciones unívocas se estima como más que su…ciente para las aplicaciones marcadas como objetivo, esto es, en el entorno doméstico o laboral de los usuarios de sillas de ruedas autónomas.