Un grupo de investigadores de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado un sistema de posicionamiento de luz visible (VLP) sin línea de visión (NLOS) usando una cámara binocular y un solo diodo emisor de luz (LED), capaz de realizar un posicionamiento 3D de alta precisión de una postura arbitraria por las luces reflejadas desde el suelo.
Los servicios basados en la ubicación son cada vez más importantes en entornos interiores con el desarrollo de IoT. El sistema de posicionamiento de luz visible ofrece un gran potencial debido a su inmunidad a la interferencia electromagnética, inducida por radiofrecuencia, espectro libre y sin restricciones, y un nivel de seguridad mucho más alto.
Recientemente, una gran cantidad de trabajos de investigación sobre VLP de línea de vista (LOS) han demostrado una alta precisión a un costo muy bajo. Sin embargo, para LOS VLP, el bloqueo y la sombra son un problema importante y existe el requisito de un gran número de LED.
Módulos de funciones
Para solucionar este problema, los investigadores propusieron un modelo de sistema que consta de dos módulos de funciones: un módulo de comunicación de cámara óptica (OCC) NLOS y un módulo de visión estéreo binocular.
El primero utiliza los reflejos para recibir la información de coordenadas del LED mediante un modelo de recuperación de señal OCC mejorado. Por su parte, el módulo de visión estéreo binocular estima la posición de la cámara mediante un algoritmo de estimación de posición binocular. Además, propusieron un algoritmo de compensación de errores para optimizar el error del sistema en el eje z, que es el problema clave sobre la estimación de profundidad para la cámara binocular.
Asimismo, los investigadores diseñaron un banco de pruebas experimental y eligieron una unidad de microcontrolador STM32 para controlar un LED. En el receptor usaron una cámara binocular para capturar las luces reflejadas desde el suelo en dos modos de exposición diferentes: uno largo y otro corto.
Como resultado, obtuvieron la posición del LED mediante el módulo NLOS OCC utilizando la imagen de exposición corta y obtuvieron las coordenadas de píxeles de la proyección del LED reflejado por el suelo en la imagen de exposición larga. Para medir la pose, los investigadores fijaron junto a la cámara binocular una unidad de medición inercial. Con toda la información recopilada por el sistema, los investigadores pudieron calcular el error entre el valor estimado y el valor medido de la posición de la cámara.