ES2221869T3 - Procedimiento y sistema para detectar un objeto en relacion con una superficie. - Google Patents
Procedimiento y sistema para detectar un objeto en relacion con una superficie.Info
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Abstract
Procedimiento para detectar un objeto (1) en relación con una superficie (2), específicamente una superficie virtual, no siendo dicha superficie (2) necesariamente plana; dicho procedimiento incluyendo la etapa: - de generar mediante una transformación geométrica incluyendo al menos una proyección en perspectiva (3a, 4a) de dicho objeto (1) sobre dicha superficie (2), a partir de al menos dos puntos de vista distintos (3, 4), y para cada uno de ellos, una imagen de síntesis (3c, 4c) asociada al punto de vista considerado, - de discriminar las imágenes de síntesis (3c, 4c) para detectar la presencia y determinar la posición de dicho objeto (1) en relación con la citada superficie (2); dicho procedimiento incluyendo, a fin de discriminar las diferentes imágenes de síntesis (3c, 4c): - la etapa de descomponer dicha superficie (2) en un mosaico de baldosas (Zi), cada una de ellas incluyendo un centro (Ci), - la etapa de asociar a cada centro (Ci) y a cada punto de vista (3, 4) una dirección específica (3Di, 4Di); de manera que cada imagen de síntesis (3c, 4c) se descomponga en baldosas virtuales (zi), incluyendo cada una de ellas tantas direcciones virtuales específicas (3di, 4di) como puntos de vista; dicho procedimiento incluyendo además, a fin de discriminar las diferentes imágenes de síntesis (3c, 4c): - la etapa de seleccionar al menos un par de imágenes de síntesis (3c, 4c) asociadas al menos a un par de puntos de vista (3, 4), - la etapa de seleccionar para cada imagen de síntesis (3c, 4c) del par seleccionado zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi) situadas a lo largo de cada una de las direcciones virtuales específicas (3di, 4di) de cada baldosa virtual (zi); - la etapa de comparar (3hi, 4hi) dichas zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi) en busca de diferencias opuestas entre una imagen de síntesis (3c) y otra (4c).
Description
Procedimiento y sistema para detectar un objeto
en relación con una superficie.
La presente invención hace referencia a un
procedimiento y un sistema para detectar un objeto en relación con
una superficie, no siendo la citada superficie necesariamente plana.
En el sentido de la presente invención, se entiende por objeto: un
elemento material desprovisto de vida y/o una persona o un animal.
El objeto, en el sentido de la invención, puede encontrarse estático
y/o en movimiento. La superficie, en el sentido de la invención,
puede ser una superficie virtual o una superficie real transparente
o no.
En numerosas aplicaciones industriales, resulta
necesario detectar la presencia y determinar la posición de un
objeto en relación con una superficie, principalmente con el fin de
poder evaluar si el objeto se mueve con respecto a esta superficie.
El estudio de este movimiento relativo aporta información sobre el
objeto y/o la superficie.
A fin de presentar en el marco de una aplicación
industrial concreta el problema planteado y resuelto por la presente
invención, se desarrollará a continuación el caso particular de los
sistemas de televigilancia concebidos para detectar un intruso
desplazándose en un entorno determinado. Estos sistemas de
televigilancia permiten discriminar las personas que presentan un
comportamiento anormal con respecto a aquellas que presentan un
comportamiento normal.
Más concretamente, el procedimiento y el sistema
según la invención se aplican a la vigilancia de una piscina para la
prevención de los ahogamientos.
La patente SP2 FR 96 10442 solicitada el 26 de
agosto de 1996 a nombre de Poséidon describe un tal sistema de
vigilancia de una piscina en referencia al estado de la técnica
anterior. Se incorporarán aquí amplios extractos de la misma. La
vigilancia en las piscinas es o bien inexistente o bien se lleva a
cabo mediante vigilancia humana. Tal vigilancia es una tarea difícil
que requiere una atención sostenida, y que comporta una fatiga
nerviosa en las personas, principalmente en los profesores de
natación, a los que incumbe. En efecto, además de las limitaciones
inherentes a todo sistema basado en una intervención humana, por
ejemplo una reducción de la vigilancia debido a la fatiga o una
distracción momentánea, la vigilancia de las piscinas se ha vuelto
muy delicada debido a la reflexión de la luz sobre la superficie del
agua agitada, fenómeno que dificulta la localización visual de un
cuerpo inmóvil o en fase de hundimiento pasivo a pocos metros de
profundidad. El problema de la vigilancia de las piscinas se plantea
sobre todo para las piscinas abiertas al público.
En general, el bañista accidentado se hunde hacia
el fondo pero, en casos más raros, puede llegar a flotar
inconsciente en una posición característica justo bajo la superficie
del agua.
Contando a partir de la pérdida del conocimiento
que marca el comienzo del ahogamiento, un socorrista experimentado,
conocedor específicamente de la práctica de la respiración
artificial, dispone de aproximadamente dos o tres minutos para
auxiliar al ahogado. Si se cumple este plazo, el ahogado no
presentará generalmente secuelas del accidente, después de una
eventual estancia en el hospital para realizar una limpieza de sus
pulmones. En términos generales, si los primeros auxilios tienen
lugar entre tres y cinco minutos después de la pérdida de
conocimiento, siendo este tiempo no obstante variable según el
individuo, el ahogado puede ser salvado todavía, pero corre el
riesgo de sufrir ciertas lesiones irreversibles, principalmente en
el cerebro. Más allá de los cinco minutos, el riesgo de muerte se
vuelve muy importante.
Se ha propuesto ya en la patente USA 5.043.705
utilizar un sonar para llevar a cabo una vigilancia de piscinas.
Según este dispositivo, se dispone al menos un
emisor-receptor sonar en el fondo de la piscina y se
vigila un sector horizontal mediante este aparato. La utilización de
dicho dispositivo presenta inconvenientes. En efecto, la señal
obtenida con el sonar incorpora los ecos generados por los muros de
la piscina, y resulta extremadamente difícil eliminar el ruido de la
señal así obtenida para poder detectar la señal correspondiente al
cuerpo sumergido de un ahogado. Por lo demás, el sonar permite
básicamente identificar el cuerpo de un ahogado por el volumen de
aire que contiene; si un accidentado tiene los pulmones llenos de
agua, la señal obtenida no se corresponderá del todo con lo que
cabría esperar, e incluso podrá no ser identificado por el
tratamiento de la señal. Se constata por tanto que tal sistema no es
susceptible de resultar satisfactorio.
Se ha propuesto igualmente en la solicitud de
patente WO 95/34056, la utilización para la vigilancia de piscinas
de cámaras que funcionen en el campo de las ondas visibles. Estas
cámaras se disponen de tal manera que la zona observada se sitúa en
un volumen próximo y paralelo al fondo de la piscina. En este
dispositivo, las cámaras solamente observan un sector de agua
paralelo al fondo, lo que implica multiplicar las cámaras si este
fondo no es plano y dejar sin vigilancia la mayor parte del volumen
de la piscina. Además, este dispositivo no permite detectar los
cuerpos inmóviles justo por debajo de la superficie del agua. Esta
disposición no puede por lo tanto resultar satisfactoria.
En la solicitud de patente SP2 (FR 96 10442
Poséidon) se describe un sistema de vigilancia de una piscina
compuesto por:
- elementos de detección (específicamente cámaras
de vídeo dispuestas en compartimientos estancos) capaces de
proporcionar, en forma de señales eléctricas, imágenes de los
cuerpos sumergidos en el agua de la piscina, estando previstos estos
elementos de detección en las paredes laterales de la piscina, en
puntos cuidadosamente repartidos para barrer al menos una fracción
del volumen de agua de la piscina;
- elementos de digitalización de las señales
eléctricas obtenidas;
- elementos de almacenamiento temporal y
permanente de la información numérica de las imágenes en instantes
sucesivos;
- elementos de comparación entre las imágenes
digitalizadas de un mismo cuerpo en instantes sucesivos;
- elementos de estimación de la naturaleza de un
cuerpo (cuerpo humano o no), de la trayectoria y de los cambios de
actitud del cuerpo a partir de estas imágenes sucesivas;
- y elementos de decisión capaces de disparar
elementos de alarma en el caso de una trayectoria o movimiento
sospechoso del cuerpo observado.
Los elementos de comparación de las imágenes
digitalizadas entre instantes sucesivos son capaces de tomar en
consideración únicamente formas cuyas dimensiones correspondan al
menos a las de un niño, a fin de eliminar las alarmas intempestivas
que puedan ser provocadas por cuerpos extraños. Estos elementos de
comparación, por lo demás, se disponen de tal manera que aislen una
forma y sigan su trayectoria en instantes sucesivos.
Los elementos de estimación son capaces de
determinar, a partir de los resultados de los elementos de
comparación, el carácter lento de un movimiento y/o la inmovilidad
de un cuerpo humano en la piscina.
Los elementos de decisión son capaces de disparar
una alarma si el carácter lento del movimiento o la
casi-inmovilidad del cuerpo en la piscina se
prolonga más allá de un tiempo determinado, en concreto durante más
de 15 segundos.
Se disponen una o varias pantallas de control
cerca de los asientos de los profesores de natación o en las cabinas
de los responsables de la vigilancia de la piscina, pantallas en las
que se muestran las imágenes de una zona considerada como
sospechosa. La alarma puede darse en forma de una señal sonora y/o
visual, en particular con indicación de la zona de la piscina en la
que se está produciendo una situación sospechosa.
Por muy perfeccionados que estén, tales sistemas
no permiten todavía distinguir un objeto delante de un fondo. En
efecto, en el caso en el que se utiliza una única cámara, todavía no
es posible distinguir una sombra proyectada, desplazándose por el
fondo, del cuerpo de un bañista en fase de hundimiento pasivo.
Ciertamente, en el caso de que se utilicen varias cámaras observando
el mismo objeto desde varios puntos de vista, el efecto de paralaje
debería en principio permitir distinguir un objeto volumétrico
situado delante de un fondo de una mancha bidimensional situada
sobre el fondo. No obstante, para que el efecto de paralaje sea lo
suficientemente apreciable, deben reunirse varias condiciones. Por
una parte, resulta deseable que los puntos de vista estén cerca del
objeto observado. Esta primera condición implica la utilización de
varias cámaras para vigilar una zona de grandes dimensiones en
relación con las dimensiones de los objetos que se pretende
detectar. Consecuentemente, un sistema tal resulta particularmente
costoso. Por otra parte, resulta deseable que la representación
gráfica de los colores percibidos por cada cámara sea la misma. Por
tanto, para que esto sea así, es necesario que las características
optoelectrónicas de las cámaras de vídeo sean las mismas, lo que no
siempre es el caso. Además, el camino óptico entre el objeto y cada
una de las cámaras puede atravesar medios con diferentes índices de
refracción o de transparencia. Es específicamente el caso que se da
cuando el cuerpo observado se halla inmerso en una piscina cuya
superficie está agitada. La representación gráfica de los colores
del objeto observado realizada por cada cámara no es la misma. De
ello resulta que ya no pueden verificarse con certeza las
correlaciones geométricas que permiten establecer que las imágenes
(sus contornos y sus matices de gris) generadas por cada cámara
provienen de un mismo objeto volumétrico situado delante de un fondo
coloreado. Resulta por tanto posible una confusión entre una mancha
de color (una sombra proyectada, por ejemplo) sobre el fondo de la
piscina y un objeto volumétrico próximo al fondo. En consecuencia,
esto genera errores de detección y disparos intempestivos de los
sistemas de alarma.
La presente invención tiene por objetivo evitar
los inconvenientes de los procedimientos y sistemas conocidos hasta
la fecha, por muy eficientes que por otra parte resulten.
El procedimiento y el sistema según la invención
han sido concebidos originalmente para la vigilancia de piscinas y
la prevención de ahogamientos. Sin embargo, resulta inmediatamente
evidente que las técnicas de tratamiento de imágenes que consisten
en el análisis global de la imagen de un objeto volumétrico en
relación con una superficie, podían aplicarse a superficies entre
las que se incluyen las superficies virtuales, y a objetos situados
delante o detrás de dichas superficies. Son por ello susceptibles de
aplicación en otros campos aparte del de la vigilancia de
piscinas.
La presente invención hace referencia a un
procedimiento para detectar un objeto en relación con una
superficie, específicamente una superficie virtual, no siendo la
citada superficie necesariamente plana.
El procedimiento según la invención incluye la
etapa de generar, mediante una transformación geométrica incluyendo
al menos una proyección en perspectiva de dicho objeto sobre la
citada superficie, a partir de al menos dos puntos de vista
distintos, y para cada uno de ellos, una imagen de síntesis asociada
al punto de vista considerado.
En la descripción que sigue, se entiende por
imagen de síntesis asociada al punto de vista considerado la imagen
obtenida por aplicación de la transformación geométrica a la escena
observada a partir del citado punto de vista, haya o no un
objeto.
El citado procedimiento incluye además la etapa
de discriminar las imágenes de síntesis para detectar la presencia y
determinar la posición del citado objeto en relación con la citada
superficie.
Para discriminar las diferentes imágenes de
síntesis, el citado procedimiento incluye además las siguientes
etapas:
- la etapa de descomponer dicha superficie en un
mosaico de baldosas (Zi), cada una de ellas incluyendo un centro
(Ci),
- la etapa de asociar a cada centro (Ci) y a cada
punto de vista una dirección específica (Di),
Así, cada imagen de síntesis se descompone en
baldosas virtuales (zi), incluyendo cada una tantas direcciones
virtuales específicas (di) como puntos de vista.
El procedimiento según la invención incluye
además para discriminar las imágenes de síntesis las siguientes
etapas:
- la etapa de seleccionar al menos un par de
imágenes de síntesis asociadas al menos a un par de puntos de
vista,
- la etapa de seleccionar para cada imagen de
síntesis del par seleccionado zonas situadas a lo largo de cada una
de las direcciones virtuales específicas (di) de cada baldosa
virtual (zi),
- la etapa de comparar dichas zonas en busca de
diferencias opuestas entre una imagen de síntesis y otra.
Si aparecen diferencias opuestas durante la
búsqueda, se concluye que hay un objeto.
Preferentemente, para determinar si un objeto se
encuentra delante y/o detrás de la citada superficie, se escogen
sobre cada una de las direcciones virtuales específicas (di) zonas
de comparación a un lado y/o al otro de los citados centros (ci) de
las citadas baldosas virtuales (zi) en relación con cada uno de los
puntos de vista.
Preferentemente, para determinar si el citado
objeto se extiende más o menos lejos en relación con la citada
superficie, se escogen sobre cada una de las direcciones virtuales
específicas (di) zonas de comparación más o menos alejadas de los
citados centros (ci) de las baldosas virtuales (zi).
Preferentemente, el procedimiento según la
invención incluye además la etapa de deducción de la posición del
citado objeto a lo largo de la superficie, en función de la posición
en la superficie de las baldosas (zi) para las que se han encontrado
diferencias opuestas.
Preferentemente, para generar cada una de las
citadas imágenes de síntesis asociadas a un punto de vista
considerado,
- se captan, en cada punto de vista, emisiones
radioactivas y/o rayos electromagnéticos (especialmente de luz) y/o
vibraciones mecánicas procedentes del citado objeto, con el fin de
generar una señal,
- se digitaliza dicha señal para obtener una
información digitalizada,
- se calculan, a partir de la información así
obtenida, las citadas imágenes de síntesis.
Preferentemente, para captar los rayos
electromagnéticos, especialmente la luz, y/o las vibraciones
mecánicas, especialmente los ultrasonidos, se emplea una cámara
óptica y/o un sonar en cada punto de vista.
Preferentemente, cuando las citadas imágenes de
síntesis presentan zonas de diferentes colores, para buscar las
diferencias opuestas en cada imagen de síntesis del par
seleccionado, se buscan las inversiones de contrastes de color entre
zonas situadas a lo largo de cada una de las direcciones virtuales
específicas (di) de cada baldosa (zi).
Según una variante de realización, la invención
hace referencia igualmente a un procedimiento más concretamente
destinado a detectar un objeto delante de un fondo, dicho fondo
integrando en este caso la citada superficie.
En el caso de esta variante de realización, dicha
transformación geométrica incluye además una proyección sobre una
superficie de referencia (especialmente una superficie plana)
asociada al punto de vista considerado de la imagen virtual
resultante de la proyección en perspectiva de dicho objeto sobre el
citado fondo a partir del citado punto de vista considerado.
Ventajosamente, la proyección sobre la superficie de referencia es
una proyección ortogonal. Igualmente, en el caso de esta variante de
realización, la citada imagen de síntesis asociada al punto de vista
considerado está compuesta por:
- la imagen generada por aplicación de la citada
transformación geométrica al citado objeto,
y además por la superposición sobre la citada
superficie de referencia,
- la imagen realizada por aplicación de la citada
transformación geométrica a una representación virtual constituida
por las partes del fondo no ocultas por la citada proyección en
perspectiva del objeto.
Preferentemente, en el caso de esta variante de
realización, para generar la citada imagen de síntesis sobre una
superficie de referencia, se calculan a partir de la citada
información digitalizada los datos referentes a la imagen de
síntesis sobre la citada superficie de referencia.
La invención tiene igualmente como objetivo una
aplicación que emplea las características técnicas descritas
anteriormente, destinada a la vigilancia de cuerpos en una piscina.
En el caso de esta aplicación, dicho fondo está constituido por el
fondo y/o las paredes de la piscina. En el caso de que, tras la
discriminación de las imágenes de síntesis, se concluya que hay un
cuerpo en la piscina:
- se itera el procedimiento de discriminación
para distinguir entre un cuerpo que presente una trayectoria
sospechosa, específicamente un cuerpo inmóvil o un cuerpo en fase de
hundimiento pasivo, y un cuerpo con una trayectoria normal,
- se emite una señal de alerta cuando el cuerpo
presenta una trayectoria sospechosa durante un periodo de tiempo
anormalmente largo.
Preferentemente, esta aplicación hace referencia
al caso de un cuerpo situado próximo al fondo.
Preferentemente, en el caso de esta
aplicación:
- al menos dos puntos de vista se hallan situados
en las paredes de la piscina en lugares apropiados para barrer al
menos una fracción del volumen de agua de la piscina,
- la citada superficie de referencia es
prácticamente paralela a la superficie del agua de la piscina.
La invención hace referencia igualmente a un
sistema para detectar un objeto en relación con una superficie,
específicamente una superficie virtual, no siendo la citada
superficie necesariamente plana.
El sistema según la invención incluye elementos
de detección y los primeros elementos de cálculo de una unidad
central de procesamiento para generar, mediante una transformación
geométrica que incluya al menos una proyección en perspectiva de
dicho objeto sobre la citada superficie, a partir por lo menos de
dos puntos de vista diferentes, y para cada uno de ellos, una imagen
de síntesis asociada al punto de vista considerado.
El citado sistema incluye además elementos de
discriminación para discriminar las imágenes de síntesis. Dichos
elementos de discriminación permiten detectar la presencia y
determinar la posición del citado objeto en relación con la citada
superficie. Preferentemente, los citados elementos de discriminación
incluyen elementos de partición para descomponer la citada
superficie en un mosaico de baldosas (Zi) incluyendo cada una de
éstas un centro (Ci) y el mismo número de direcciones específicas
(Di) que de puntos de vista. Así, cada imagen de síntesis se
descompone en baldosas virtuales (zi), incluyendo cada una tantas
direcciones virtuales específicas (di) como puntos de vista.
Los citados elementos de discriminación incluyen
además, a fin de discriminar las diferentes imágenes de
síntesis:
- elementos de selección para seleccionar al
menos un par de imágenes de síntesis asociadas al menos a un par de
puntos de vista,
- elementos para seleccionar, para cada imagen de
síntesis del par seleccionado, zonas situadas a lo largo de cada una
de las direcciones virtuales específicas (di) de cada baldosa
virtual (zi),
- elementos de comparación para comparar dichas
zonas en busca de diferencias opuestas entre una imagen de síntesis
y otra.
Si aparecen diferencias opuestas durante la
búsqueda, se concluye que hay un objeto.
Preferentemente, para determinar si un objeto se
encuentra delante y/o detrás de la citada superficie, los citados
elementos para escoger zonas sobre cada una de las direcciones
virtuales específicas (di) escogen zonas de comparación a un lado
y/o al otro de los citados centros (ci) de las citadas baldosas
virtuales (zi) en relación con cada uno de los puntos de vista.
Preferentemente, para determinar si el citado
objeto se extiende más o menos lejos en relación con la citada
superficie, los citados elementos para escoger zonas sobre cada una
de las direcciones virtuales específicas (di) escogen zonas de
comparación más o menos alejadas de los citados centros (ci) de las
baldosas virtuales (zi).
Preferentemente, los elementos de discriminación
para discriminar las imágenes de síntesis determinan la posición del
citado objeto a lo largo de la superficie en función de la posición
sobre la superficie de las baldosas (zi) para las que se han
encontrado diferencias opuestas.
Preferentemente, para generar cada una de las
citadas imágenes de síntesis asociadas a un punto de vista
considerado, el citado sistema incluye sensores en cada punto de
vista. Los citados sensores incluyen elementos para captar emisiones
radioactivas y/o rayos electromagnéticos (especialmente de luz) y/o
vibraciones mecánicas procedentes del citado objeto, con el fin de
generar una señal. El citado sistema incluye además:
- elementos de digitalización para digitalizar la
citada señal y para obtener información digitalizada,
- elementos de cálculo para calcular, a partir de
la información así obtenida, las citadas imágenes de síntesis.
Preferentemente, los citados sensores para la
captación de los rayos electromagnéticos, especialmente la luz, y/o
vibraciones mecánicas, especialmente los ultrasonidos, son cámaras
ópticas y/o sonares situados en cada punto de vista.
Preferentemente, cuando las citadas imágenes de
síntesis presentan zonas de diferentes colores, para buscar
diferencias opuestas en cada imagen de síntesis del par
seleccionado, los citados elementos de discriminación incluyen
elementos para buscar las inversiones de contrastes de color entre
zonas situadas a lo largo de cada una de las direcciones virtuales
específicas (di) de cada baldosa (zi).
Según una variante de realización, la invención
hace referencia igualmente a un sistema más concretamente destinado
a detectar un objeto delante de un fondo, dicho fondo estando
constituido en este caso por la citada superficie.
En el caso de esta variante de realización, dicha
transformación geométrica incluye además una proyección, sobre una
superficie de referencia (específicamente una superficie plana)
asociada a un punto de vista considerado, de la imagen virtual
resultante de la proyección en perspectiva de dicho objeto sobre el
citado fondo a partir del citado punto de vista considerado.
Ventajosamente, la proyección sobre la superficie de referencia es
una proyección ortogonal. Igualmente, en el caso de esta variante de
realización, la citada imagen de síntesis asociada al punto de vista
considerado está compuesta por:
- la imagen generada por aplicación de la citada
transformación geométrica al citado objeto,
y además por la superposición sobre la citada
superficie de referencia:
- la imagen realizada por aplicación de la citada
transformación geométrica a una representación virtual constituida
por las partes del fondo no ocultas por la citada proyección en
perspectiva del objeto.
Preferentemente, en el caso de esta variante de
realización, para generar la citada imagen de síntesis sobre una
superficie de referencia, los citados elementos de cálculo calculan,
a partir de la citada información digitalizada, los datos referentes
a la imagen de síntesis sobre la citada superficie de
referencia.
La invención tiene igualmente como objetivo una
aplicación que emplea las características técnicas descritas
anteriormente, destinada a la vigilancia de los cuerpos en una
piscina. En el caso de esta aplicación, dicho fondo está constituido
por el fondo y/o las paredes de la piscina. En el caso de que, tras
la discriminación de las imágenes de síntesis, se concluya que hay
un cuerpo en la piscina, el citado sistema incluye además:
- elementos de iteración para iterar el
procedimiento de discriminación y para distinguir entre un cuerpo
que presenta una trayectoria sospechosa, específicamente un cuerpo
inmóvil o un cuerpo en fase de hundimiento pasivo, y un cuerpo que
presenta una trayectoria normal,
- elementos de emisión para emitir una señal de
alerta cuando el cuerpo presenta una trayectoria sospechosa durante
un periodo de tiempo anormalmente largo.
Preferentemente, esta aplicación hace referencia
al caso de un cuerpo situado próximo al fondo.
Preferentemente, en el caso de esta
aplicación:
- al menos dos puntos de vista se hallan situados
en las paredes de la piscina en lugares apropiados para barrer al
menos una fracción del volumen de agua de la piscina,
- la citada superficie de referencia es
prácticamente paralela a la superficie del agua de la piscina.
Otras características y ventajas de la invención
se harán evidentes tras la lectura de la descripción de variantes de
realización de la invención, dadas a título de ejemplo ilustrativo y
no limitativo, y de:
- la figura 1, que representa una vista en
perspectiva de un objeto situado delante de un fondo y de la
proyección en perspectiva del objeto y de la representación virtual
del fondo a partir de un primer punto de vista,
- la figura 2, que representa una vista en
perspectiva del mismo objeto situado delante del mismo fondo y de la
proyección en perspectiva del objeto y de la representación virtual
del fondo a partir de un segundo punto de vista,
- la figura 3a, que representa una vista en
perspectiva de un objeto situado delante de un fondo y sobre el cual
se han mostrado las baldosas virtuales Zi, sus centros Ci y las
direcciones específicas 3Di y 4Di asociadas a los puntos de vista 3
y 4,
- la figura 3b, que representa una vista en
perspectiva de un objeto situado delante de un fondo después de la
proyección ortogonal sobre un primer plano de referencia asociado a
un primer punto de vista y sobre un segundo plano de referencia
asociado a un segundo punto de vista,
- la figura 4, que representa una vista en
perspectiva de las imágenes de síntesis en el caso en que no haya
ningún objeto delante del fondo,
- las figuras 5a y 5b, que representan las vistas
en planta de los dos planos de referencia representados en la figura
3b,
- la figura 6, que representa una vista en
perspectiva de una piscina en la cual se halla inmerso un cuerpo
cerca del fondo,
- la figura 7, que representa una vista
esquemática de los dispositivos optoelectrónicos según una variante
de realización de la invención.
En el caso de la variante de realización
representada en referencia a las figuras 1 a 7, la superficie en
relación a la cual se detecta y se determina la posición del objeto
es un fondo opaco. La descripción detallada que sigue podría ser
aplicada por un experto en la materia al caso de un objeto situado
delante o detrás de una superficie transparente o de una superficie
virtual.
En las figuras 1, 2, 3a y 3b se ha representado
un objeto (1) delante de un fondo (2). El fondo (2), ondulado, se
halla delimitado por un contorno "cuadrado" en forma de
"labio", y presenta una "mancha de color" (50) en
contraste con el fondo. Se genera, a partir de una transformación
geométrica que incluye una proyección en perspectiva sobre dicho
fondo (2) a partir de al menos dos puntos de vista distintos (3) y
(4), y para cada uno de ellos:
- una proyección en perspectiva (3a), (4a) del
objeto sobre dicho fondo y
- una representación virtual (3b1), (3b2); (4b1),
(4b2) de las partes del fondo no ocultas por la citada proyección en
perspectiva del objeto.
La referencia (3b1) (respectivamente (4b1))
designa la parte del fondo (no oculta) vista desde el punto de vista
(3) (respect. (4)), que incluye una "mancha de color".
La referencia (3b2) (respectivamente (4b2))
designa la parte del fondo (no oculta) vista desde el punto de vista
(3) (respect. (4)), que no incluye una "mancha de color".
La representación virtual (3b), (4b) de las
partes del fondo no ocultas por la citada proyección en perspectiva
del objeto (1) está formada por la unión de las zonas (3b1) y (3b2)
(punto de vista (3)) y de las zonas (4b1) y (4b2) (punto de vista
(4)).
En la figura 3a, se ha representado el
embaldosado del fondo, compuesto por baldosas virtuales (Zi)
formadas cada una de ellas por un centro (Ci) y dos direcciones
específicas (3Di) (resp. (3D1)) y (4Di) (resp. (4D1)), obtenidas
uniendo los puntos de vista (3) y (4) con el centro (Ci) (resp.
(C1)) de la baldosa (Zi) (resp. (Z1)) considerada. De la baldosa
(Z1) situada en la parte superior izquierda, se ha mostrado el
centro (C1), así como las direcciones específicas (3D1) y (4D1)
asociadas.
En el caso de que la transformación geométrica
sólo incluya la proyección en perspectiva previamente descrita, la
imagen de síntesis, en el sentido de la presente invención (de aquí
en adelante denominada (3c), (4c)) se halla compuesta por las
proyecciones en perspectiva (3a) y (4a) del objeto sobre dicho
fondo.
En la figura (3b) se muestra cómo se genera la
imagen de síntesis (3c), (4c) en el caso de que la transformación
geométrica incluya, después de una operación de proyección en
perspectiva, una proyección ortogonal (6) sobre las superficies de
referencia (3e), (4e) asociadas a los puntos de vista (3) y (4).
En el ejemplo de realización representado en la
figura 3, cada imagen de síntesis (respectivamente (3c) y (4c)) se
obtiene por proyección ortogonal (6) y por superposición de cada
proyección en perspectiva (respectivamente (3a) y (4a)) y de cada
representación virtual del fondo (respectivamente (3b)y (4b))
sobre las superficies de referencia planas (respectivamente (3e) y
(4e)). Las proyecciones ortogonales, a lo largo de la dirección (6),
de las proyecciones virtuales (3a) y (4a), se referencian
respectivamente con los numerales de referencia (3o) y (4o), en la
figura 3b. Se recuerda que cada representación virtual (3b), (4b),
de las partes del fondo no ocultas por la citada proyección en
perspectiva (3a), (4a) del objeto sobre dicho fondo, está formada
por las partes (3b1), (3b2); (4b1), (4b2) previamente definidas.
Para una mayor comodidad en la descripción, las
figuras 1 a 3 son construcciones geométricas. De hecho, tal y como
se describirá a continuación, para generar cada una de las citadas
imágenes de síntesis (3c), (4c) del objeto y del fondo asociadas a
un punto de vista considerado (3), (4), se emplean elementos físicos
y elementos de cálculo. En primer lugar, en cada punto de vista (3),
(4), se captan las emisiones radioactivas y/o los rayos
electromagnéticos (especialmente de luz) y/o las vibraciones
mecánicas, especialmente los ultrasonidos, procedentes del objeto y
del fondo, con el objetivo de generar una señal. En el caso de la
variante de realización referente a la vigilancia de piscinas
representada en la figura 6, para captar los rayos de luz
procedentes del objeto y del fondo, se emplea en cada punto de vista
(3), (4), una cámara optoeléctrónica (31), (41) situada en un
compartimiento (32), (42) como el descrito en la solicitud de
patente SP2 (FR 96 10442 Poséidon) y del que se incorpora aquí la
descripción mediante referencia. La señal de salida de la cámara
representa la imagen del objeto (1) y del fondo (2) generada por la
cámara optoelectrónica.
Sería igualmente posible utilizar un sonar en
cada punto de vista (3), (4) y captar el eco emitido por las
diferentes partes del cuerpo (1) y del fondo (2), y generar una
señal representativa de su forma y su contenido.
De una manera conocida por sí misma, se
digitaliza la señal generada por la cámara y/o el sonar, y a
continuación se calculan a partir de la información digitalizada así
obtenida las citadas imágenes de síntesis. Cuando el fondo (2) sea
plano y/o se conozca una representación analítica del fondo, se
pueden calcular directamente las proyecciones virtuales (3a), (4a)
del objeto sobre el fondo (2) y/o las representaciones virtuales
(3b), (4b) de las partes del fondo no ocultas por las citadas
proyecciones virtuales. A continuación, se pueden calcular las
imágenes de síntesis (3c) y (4c) por proyección ortogonal (6) de las
proyecciones virtuales (3a), (4a) y de las representaciones
virtuales (3b), (4b) sobre los planos de referencia (3e) y (4e), de
las que por otra parte se conoce una representación analítica.
Cuando el fondo no es plano, tal y como se representa en las figuras
1 a 4, se muestrea previamente dicho fondo, procediendo
específicamente a un levantamiento topográfico de dicho fondo, para
proporcionar un modelo numérico del mismo.
Las direcciones virtuales específicas (3di) y
(4di) de cada una de las baldosas virtuales (zi) de las imágenes de
síntesis, asociadas a las baldosas virtuales (Zi) del mosaico que
compone el fondo, se obtienen por proyección ortogonal sobre los
planos de referencia (3e) y (4e) de las direcciones específicas
(3Di) y (4Di) definidas anteriormente.
Si no hay un objeto (1) delante del fondo (caso
de la figura 4), las imágenes de síntesis (3c) y (4c) se reducen a
las proyecciones virtuales del fondo (2) sobre los planos de
referencia (3e) y (4e). Las dos proyecciones virtuales (3c) y (4c)
son similares.
Si hay un objeto (1) delante del fondo (caso de
las figuras 5a y 5b), las imágenes de síntesis (3c) y (4c) son
diferentes. Éstas incluyen zonas distintas (3o), (4o) extendiéndose
a lo largo de las direcciones virtuales específicas ((3di), figura
5a) y ((4di), figura 5b) asociada(s) a la(s)
baldosa(s) (Zi) situada(s) en la vertical del objeto
(en proyección ortogonal sobre los planos de referencia (3e) y
(4e)). Estas zonas se corresponden con las proyecciones virtuales
(3a) y (4a) del objeto sobre el fondo (2).
Para discriminar las imágenes de síntesis (3c),
(4c) y para determinar la presencia de un objeto (1) en relación con
la superficie (2) se procede de la siguiente manera: Se selecciona
un par de imágenes de síntesis (3c), (4c) asociadas al menos a un
par de puntos de vista (3), (4). Se explora (ver figuras 5a y 5b)
cada imagen de síntesis (3c), (4c) del par seleccionado escogiendo
zonas (3fi), (3gi) (plano de referencia (3e)), (4fi), (4gi) (plano
de referencia (4e)) situadas a lo largo de cada una de las
direcciones virtuales específicas (3di), (4di) de cada baldosa
virtual (zi). A continuación, se comparan (3hi), (4hi) dichas zonas
(3fi), (3gi), (4fi), (4gi) en busca de diferencias opuestas entre
una imagen de síntesis (3c) y otra (4c).
Mas concretamente, en el caso en que las imágenes
de síntesis (3c), (4c) presentan zonas (3fi), (3gi), (4fi), (4gi) de
diferentes colores, se procede de la siguiente manera para buscar
las diferencias opuestas en cada imagen de síntesis (3c), (4c) del
par seleccionado. Se buscan las inversiones de contrastes de color
entre las zonas (3fi), (3gi), (4fi), (4gi) situadas a lo largo de
cada una de las direcciones virtuales específicas (3di), (4di) de
cada baldosa (zi). Específicamente, se obtienen imágenes de síntesis
con zonas de diferentes colores cuando se emplean cámaras de
circuitos cerrados.
Si para un cierto número n de baldosas (zi) (n
pudiendo ser igual a 1) aparecen diferencias opuestas entre una
imagen de síntesis y otra, por ejemplo si (3fi) es gris, mientras
que (3gi) no lo es, y (4fi) no es gris, mientras que (4gi) sí lo es,
se concluirá con mayor motivo que hay un objeto delante del fondo.
Analizando los contrastes de color a lo largo de las direcciones
virtuales específicas (3di) y (4di), buscando las inversiones de
contrastes puede deducirse si hay o no un objeto (1) delante del
fondo. No obstante, la búsqueda de diferencias opuestas puede
apoyarse sobre otros elementos aparte de los colores y los matices
de grises. Pueden igualmente encontrarse diferencias opuestas en las
formas, en la apariencia de los contornos.
Se ha representado en referencia a la figura 6
una aplicación del procedimiento y del sistema según la invención
para la vigilancia de cuerpos (1) en una piscina (61). Se reconocen
en la figura 6 elementos que ya han sido descritos al referirse a
las figuras 1 a 5; llevan los mismos numerales de referencia. Por
ejemplo, el fondo (2) es el fondo de la piscina (61) y/o las paredes
laterales (62) de la misma. El objeto (1) es el cuerpo del bañista
accidentado. En el caso de esta aplicación, se procede como ya se ha
descrito previamente para discriminar las imágenes de síntesis y
determinar si hay un cuerpo delante del fondo, más concretamente
cerca del mismo. A continuación, se itera el procedimiento de
discriminación para distinguir, llevando a cabo un análisis de
movimientos, un cuerpo que presente una trayectoria sospechosa,
específicamente un cuerpo inmóvil o un cuerpo en fase de hundimiento
pasivo, de un cuerpo que presente una trayectoria normal. Se emite
una señal de alerta cuando el cuerpo presenta una trayectoria
sospechosa durante un periodo de tiempo anormalmente largo.
En el caso de la aplicación del procedimiento y
del sistema según la invención a la vigilancia de una piscina, las
dos cámaras ópticas (31) y (41) alojadas en los compartimientos (32)
y (42) y asociadas a los puntos de vista (3) y (4), se disponen en
las paredes laterales (62) formando entre ellas un ángulo de 90º.
Tal situación resulta apropiada para barrer al menos una fracción
del volumen de agua de la piscina. A este respecto, se remitirá a la
solicitud de patente SP2 (FR 96 10442 Poséidon) incorporada aquí
mediante referencia. Los planos de referencia (3e) y (4e) son
prácticamente paralelos a la superficie (63) del agua de la
piscina.
Se describirá ahora, en referencia a la figura 7,
una vista esquemática de los dispositivos optoelectrónicos y de los
elementos de cálculo según una variante de realización de la
invención.
Los cables (33), (43) que atraviesan los
compartimientos (32), (42) que contienen las cámaras (31), (41) son
cables coaxiales conectados a través de elementos de multiplexión
(71) a un microordenador (72), por ejemplo del tipo "IBM
compatible", configurado sobre la base de un procesador PENTIUM.
A cada cable (33), (43) se le aplica una tensión continua destinada
a la alimentación de la cámara (31), (41) correspondiente. La citada
cámara (31), (41) envía a través del cable (33), (43) una modulación
que constituye la señal a tratar. Antes de la entrada a los
elementos de multiplexión (71), se asegura la separación de la
componente continua gracias a elementos de demodulación que
proporcionan a los elementos de multiplexión únicamente la señal
generada por la cámara tipo "CCD". El microordenador (72)
incluye una unidad central de procesamiento (73), elementos de
almacenamiento temporal o memoria viva (74), elementos de
almacenamiento permanente o disco duro (75), y una tarjeta de
control remoto (76) capaz de accionar los aparatos de señal de
alarma (77). Por otra parte, el microordenador (72) está conectado a
una pantalla de control (E), siendo dicha pantalla de control una
pantalla táctil que permite controlar su funcionamiento. El
microordenador (72) tiene una configuración "multimedia" y
viene equipado con una tarjeta de captación de vídeo (78),
constituyendo así los elementos de digitalización de las señales
eléctricas proporcionadas por las cámaras (31), (41).
Las imágenes, en forma de señales eléctricas, se
reciben a través de los elementos de demodulación y de los elementos
de multiplexión designados en su conjunto por el numeral de
referencia (71), a razón de 25 imágenes por segundo, por la tarjeta
de captación de vídeo (78), que las transforma en imágenes
digitales.
Gracias a la multiplexión, resulta posible
realizar el procesamiento de las cámaras (31), (41) con la misma
tarjeta de vídeo (78). Deberá tenerse en cuenta que el número de
cámaras procesadas por una misma tarjeta de vídeo puede ser superior
a diez.
La unidad central de procesamiento (73) permite
efectuar los diversos cálculos que conducen a la generación de las
imágenes de síntesis (3c), (4c). La unidad central de procesamiento
(73) lleva a cabo igualmente los cálculos que permiten discriminar
las imágenes de síntesis (3c), (4c), según haya o no un objeto
delante del fondo, aplicando los procedimientos anteriormente
descritos.
Se prevén elementos de almacenamiento (74), (75)
de las imágenes de síntesis en instantes sucesivos t, (t + Dt).
Estos elementos de almacenamiento (74), (75) se constituyen a través
de elementos de memoria del microordenador (72), específicamente
elementos de memoria viva interna (74) y el disco duro (75) del
ordenador. Se prevén elementos de comparación entre las imágenes de
síntesis en instantes sucesivos t y (t + Dt). Los elementos de
comparación están formados por la unidad central de procesamiento
(73) y un programa apropiado almacenado en una zona de la memoria
viva interna (74). El intervalo de tiempo Dt entre dos instantes t y
(t + Dt) tomado en consideración resulta suficiente para que, en el
caso del movimiento normal de un nadador, las diferencias entre las
dos imágenes sucesivas reflejen tal movimiento. No obstante, el
intervalo de tiempo Dt es lo más reducido posible como para que se
dispare una alerta sin demora en el caso de una situación
sospechosa. Este intervalo Dt puede ser del orden de algunas décimas
de segundo. Los elementos de comparación calculan, entre dos
instantes t y (t + Dt), las diferencias entre dos matrices de
imágenes de síntesis. Los elementos de comparación permiten de esta
manera recoger las zonas de cambio entre dos imágenes en instantes
sucesivos, es decir, las zonas de movimiento entre los dos instantes
considerados. La unidad central de procesamiento (73), combinada con
un programa adecuado, constituye además los elementos de estimación
de la naturaleza de un cuerpo (1) cuya imagen de síntesis se ha
obtenido (cuerpo humano o no), de la trayectoria y de los cambios de
actitud de dicho cuerpo. Se prevé además que la unidad central (73)
y el programa constituyan los elementos de decisión capaces de
disparar una alarma en el caso de que el cuerpo observado presente
una trayectoria o movimiento sospechoso. Dado que se conoce la
matriz de la imagen inicial (piscina vacía), puede hacerse un conteo
y un seguimiento de las diferentes formas captadas por las cámaras
que se desplazan por la piscina.
Claims (28)
1. Procedimiento para detectar un objeto (1) en
relación con una superficie (2), específicamente una superficie
virtual, no siendo dicha superficie (2) necesariamente plana;
dicho procedimiento incluyendo la etapa:
- de generar mediante una transformación
geométrica incluyendo al menos una proyección en perspectiva (3a,
4a) de dicho objeto (1) sobre dicha superficie (2), a partir de al
menos dos puntos de vista distintos (3, 4), y para cada uno de
ellos, una imagen de síntesis (3c, 4c) asociada al punto de vista
considerado,
- de discriminar las imágenes de síntesis (3c,
4c) para detectar la presencia y determinar la posición de dicho
objeto (1) en relación con la citada superficie (2);
dicho procedimiento incluyendo, a fin de
discriminar las diferentes imágenes de síntesis (3c, 4c):
- la etapa de descomponer dicha superficie (2) en
un mosaico de baldosas (Zi), cada una de ellas incluyendo un centro
(Ci),
- la etapa de asociar a cada centro (Ci) y a cada
punto de vista (3, 4) una dirección específica (3Di, 4Di);
de manera que cada imagen de síntesis (3c, 4c) se
descomponga en baldosas virtuales (zi), incluyendo cada una de ellas
tantas direcciones virtuales específicas (3di, 4di) como puntos de
vista;
dicho procedimiento incluyendo además, a fin de
discriminar las diferentes imágenes de síntesis (3c, 4c):
- la etapa de seleccionar al menos un par de
imágenes de síntesis (3c, 4c) asociadas al menos a un par de puntos
de vista (3, 4),
- la etapa de seleccionar para cada imagen de
síntesis (3c, 4c) del par seleccionado zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi)
situadas a lo largo de cada una de las direcciones virtuales
específicas (3di, 4di) de cada baldosa virtual (zi);
- la etapa de comparar (3hi, 4hi) dichas zonas
(3fi, 3gi; 4fi, 4gi) en busca de diferencias opuestas entre una
imagen de síntesis (3c) y otra (4c).
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, tal
que si aparecen diferencias opuestas durante la búsqueda se concluye
que hay un objeto (1).
3. Procedimiento, según la reivindicación 2, tal
que, para determinar si un objeto (1) se encuentra delante y/o
detrás de la citada superficie (2), se escogen sobre cada una de las
direcciones virtuales específicas (3di, 4di) zonas de comparación
(3fi, 3gi; 4fi, 4gi) a un lado y/o al otro de los citados centros
(ci) de las citadas baldosas virtuales (zi) en relación con cada uno
de los puntos de vista.
4. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 2 ó 3, tal que, para determinar si el citado objeto
(1) se extiende más o menos lejos en relación con la citada
superficie (2), se escogen sobre cada una de las direcciones
virtuales específicas (3di, 4di) zonas de comparación (3fi, 3gi;
4fi, 4gi) más o menos alejadas de los citados centros (ci) de las
baldosas virtuales (zi).
5. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, dicho procedimiento incluyendo además la
etapa de deducción de la posición del citado objeto a lo largo de la
superficie en función de la posición en la superficie de las
baldosas (zi) para las que se han encontrado diferencias
opuestas.
6. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, tal que para generar cada una de las citadas
imágenes de síntesis (3c, 4c) asociadas a un punto de vista
considerado,
- se captan (31, 41), en cada punto de vista,
emisiones radioactivas y/o rayos electromagnéticos (especialmente de
luz) y/o vibraciones mecánicas procedentes del citado objeto (1),
con el objeto de generar una señal,
- se digitaliza (78) dicha señal para obtener una
información digitalizada,
- se calculan (73), a partir de la información
así obtenida, las citadas imágenes de síntesis (3c, 4c).
7. Procedimiento, según la reivindicación 6, tal
que para captar los rayos electromagnéticos, especialmente la luz,
y/o las vibraciones mecánicas, especialmente los ultrasonidos,
- se emplea una cámara óptica (31, 41) y/o un
sonar en cada punto de vista.
8. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 6 ó 7, tal que las citadas imágenes de síntesis
(3c, 4c) presentan zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi) de diferentes colores;
siendo el citado procedimiento tal que para buscar las diferencias
opuestas en cada imagen de síntesis (3c, 4c) del par seleccionado,
se buscan las inversiones de contrastes de color entre zonas (3fi,
3gi; 4fi, 4gi) situadas a lo largo de cada una de las direcciones
virtuales específicas (3di, 4di) de cada baldosa (zi).
9. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, más concretamente destinado a detectar un
objeto (1) delante de un fondo (200), dicho fondo (200) estando
constituido por la citada superficie (2).
10. Procedimiento, según la reivindicación 9, tal
que
- la citada transformación geométrica incluye
además una proyección, principalmente por proyección ortogonal (6),
sobre una superficie de referencia (3e, 4e) asociada a un punto de
vista (3, 4) considerado, de la citada proyección en perspectiva
(3a, 4a) de dicho objeto (1) sobre dicho fondo (200) a partir de
dicho punto de vista (3, 4) considerado,
- la citada imagen de síntesis (3c, 4c) asociada
al punto de vista (3,4) considerado está constituida por:
- \cdot
- la imagen (3o, 4o) generada por aplicación de la citada transformación geométrica a dicho objeto (1), además de la superposición sobre dicha superficie de referencia (3e, 4e),
- \cdot
- la imagen generada por aplicación de la citada transformación geométrica a una representación virtual (3b, 4b) constituida por las partes del fondo (3b1, 3b2; 4b1, 4b2) no ocultas por la citada proyección en perspectiva (3a, 4a) del objeto (1).
11. Procedimiento, según la reivindicación 10,
tal que para generar la citada imagen de síntesis (3c, 4c) sobre una
superficie de referencia (3e, 4e) :
- se calculan (73), a partir de la citada
información digitalizada, los datos referentes a la imagen de
síntesis (3c, 4c) sobre la citada superficie de referencia (3e,
4e).
12. Aplicación del procedimiento, según
cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, a la vigilancia de los
cuerpos (100) en una piscina (61); siendo el citado fondo (200) el
fondo (200) y/o las paredes (62) de la piscina (61); siendo la
citada aplicación tal que, en el caso en que, tras la discriminación
de las imágenes de síntesis (3c, 4c), se concluye que hay un cuerpo
(100) en la piscina (61)
- se itera el procedimiento de discriminación
para distinguir entre un cuerpo (100) que presente una trayectoria
sospechosa, específicamente un cuerpo (100) inmóvil o un cuerpo
(100) en fase de hundimiento pasivo, de un cuerpo (100) con una
trayectoria normal,
- se emite (77) una señal de alarma cuando el
cuerpo (100) presenta una trayectoria sospechosa durante un periodo
de tiempo anormalmente largo.
13. Aplicación, según la reivindicación 12, en el
caso de un cuerpo (100) situado próximo al fondo (200).
14. Aplicación, según cualquiera de las
reivindicaciones 12 ó 13, tal que
- al menos dos puntos de vista (3, 4) se hallan
situados en las paredes (62) de la piscina (61) en lugares
apropiados para barrer al menos una fracción del volumen de agua de
la piscina (61),
- la citada superficie de referencia (3e, 4e) es
prácticamente paralela a la superficie (63) del agua de la piscina
(61).
15. Sistema para detectar un objeto (1) en
relación con una superficie (2), específicamente una superficie
virtual, no siendo dicha superficie (2) necesariamente plana;
incluyendo dicha superficie:
- elementos de detección (31, 41) y los primeros
elementos de cálculo de una unidad central de procesamiento (73)
para generar, mediante una transformación geométrica que incluya al
menos una proyección en perspectiva (3a, 4a) de dicho objeto (1)
sobre la citada superficie (2), a partir por lo menos de dos puntos
de vista diferentes (3, 4), y para cada uno de ellos, una imagen de
síntesis (3c, 4c) asociada al punto de vista considerado,
- elementos de discriminación (73) para realizar
discriminaciones de las imágenes de síntesis (3c, 4c) a fin de
detectar la presencia y determinar la posición de dicho objeto (1)
en relación con la citada superficie (2);
incluyendo dichos elementos de discriminación del
citado sistema:
- elementos de partición para descomponer la
citada superficie (2) en un mosaico de baldosas (Zi) incluyendo cada
una de ellas un centro (Ci) y el mismo número de direcciones
específicas (3Di, 4Di) que de puntos de vista (3, 4);
de manera que cada imagen de síntesis (3c, 4c) se
descomponga en baldosas virtuales (zi), incluyendo cada una de ellas
tantas direcciones virtuales específicas (3di, 4di) como puntos de
vista;
incluyendo además los citados elementos, a fin de
discriminar las diferentes imágenes de síntesis (3c, 4c):
- elementos de selección para seleccionar al
menos un par de imágenes de síntesis (3c, 4c) asociadas al menos a
un par de puntos de vista (3, 4),
- elementos para escoger, para cada imagen de
síntesis (3c, 4c) del par seleccionado, zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi)
situadas a lo largo de cada una de las direcciones virtuales
específicas (3di, 4di) de cada baldosa virtual (zi);
- elementos de comparación para comparar (3hi,
4hi) dichas zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi) en busca de diferencias
opuestas entre una imagen de síntesis (3c) y otra (4c).
16. Sistema, según la reivindicación 15, tal que
si aparecen diferencias opuestas durante la investigación se
concluye que hay un objeto (1).
17. Sistema, según la reivindicación 16, tal que,
para determinar si un objeto (1) se encuentra delante y/o detrás de
la citada superficie (2), los citados elementos de selección de
zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi) escogen sobre cada una de las direcciones
específicas virtuales (3di, 4di) zonas de comparación (3fi, 3gi;
4fi, 4gi) a un lado y/o al otro de dichos centros (ci) de las
citadas baldosas virtuales (zi) en relación con cada uno de los
puntos de vista.
18. Sistema, según cualquiera de las
reivindicaciones 16 ó 17, tal que, para determinar si el citado
objeto (1) se extiende más o menos lejos en relación con la citada
superficie (2), los citados elementos de selección de zonas (3fi,
3gi; 4fi, 4gi) escogen sobre cada una de las direcciones virtuales
específicas (3di, 4di) zonas de comparación (3fi, 3gi; 4fi, 4gi) más
o menos alejadas de los citados centros (ci) de las baldosas
virtuales (zi).
19. Sistema, según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18, tal que los elementos de discriminación
para discriminar las imágenes de síntesis (3c, 4c) determinan la
posición del citado objeto a lo largo de la superficie en función de
la posición en la superficie de las baldosas (zi) para las que se
han encontrado diferencias opuestas.
20. Sistema, según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 19, tal que para generar cada una de las
citadas imágenes de síntesis (3c, 4c) asociadas a un punto de vista
considerado, el citado sistema consta de
- sensores (31, 41) en cada punto de vista,
incluyendo dichos sensores elementos para captar las emisiones
radioactivas y/o rayos electromagnéticos (especialmente de luz) y/o
vibraciones mecánicas procedentes del citado objeto (1), con el
objeto de generar una señal,
- elementos de digitalización (78) para
digitalizar la citada señal y para obtener información
digitalizada,
- elementos de cálculo (73) para calcular, a
partir de la información así obtenida, las citadas imágenes de
síntesis (3c, 4c).
21. Sistema, según la reivindicación 20, tal que
los citados sensores para la captación de los rayos
electromagnéticos, especialmente la luz, y/o de las vibraciones
mecánicas, especialmente los ultrasonidos, son cámaras ópticas (31,
41) y/o sonares situados en cada punto de vista.
22. Sistema, según cualquiera de las
reivindicaciones 20 ó 21, tal que las citadas imágenes de síntesis
(3c, 4c) presentan zonas (3fi, 3gi; 4fi, 4gi) de diferentes colores;
siendo el citado sistema tal que para buscar las diferencias
opuestas en cada imagen de síntesis (3c, 4c) del par seleccionado,
los citados elementos de discriminación incluyen elementos para
buscar las inversiones de contrastes de color entre zonas (3fi, 3gi;
4fi, 4gi) situadas a lo largo de cada una de las direcciones
virtuales específicas (3di, 4di) de cada baldosa (zi).
23. Sistema, según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 22, más concretamente destinado a detectar un
objeto (1) delante de un fondo (200), estando dicho fondo (200)
constituido por la citada superficie (2).
24. Sistema, según la reivindicación 23, tal
que
- la citada transformación geométrica incluye
además una proyección, específicamente por proyección ortogonal (6),
sobre una superficie de referencia (3e, 4e) asociada a un punto de
vista (3, 4) considerado, de la citada proyección en perspectiva
(3a, 4a) de dicho objeto (1) sobre dicho fondo (200) a partir de
dicho punto de vista (3, 4) considerado,
- la citada imagen de síntesis (3c, 4c) asociada
al punto de vista (3, 4) considerado está constituida por:
- \cdot
- la imagen (3o, 4o) generada por aplicación de la citada transformación geométrica a dicho objeto (1), además de la superposición sobre dicha superficie de referencia (3e, 4e),
- \cdot
- la imagen generada por aplicación de la citada transformación geométrica a una representación virtual (3b, 4b) constituida por las partes del fondo (3b1, 3b2; 4b1, 4b2) no ocultas por la citada proyección en perspectiva (3a, 4a) del objeto (1).
25. Sistema, según la reivindicación 24, tal que
para generar la citada imagen de síntesis (3c, 4c) sobre una
superficie de referencia (3e, 4e):
- los citados elementos de cálculo (73) calculan,
a partir de la citada información digitalizada, los datos referentes
a la imagen de síntesis (3c, 4c) sobre la citada superficie de
referencia (3e, 4e).
26. Aplicación del sistema, según cualquiera de
las reivindicaciones 23 a 25, a la vigilancia de los cuerpos (100)
en una piscina (61); siendo el citado fondo (200) el fondo (200) y/o
las paredes (62) de la piscina (61); siendo la citada aplicación tal
que, en el caso en que, tras la discriminación de las imágenes de
síntesis (3c, 4c), se concluye que hay un cuerpo (100) en la piscina
(61), el sistema incluye además
- elementos de iteración para iterar el
procedimiento de discriminación y para distinguir un cuerpo (100)
que presente una trayectoria sospechosa, específicamente un cuerpo
(100) inmóvil o un cuerpo (100) en fase de hundimiento pasivo, de un
cuerpo (100) con una trayectoria normal,
- elementos de emisión (77) para emitir una señal
de alerta cuando el cuerpo (100) presenta una trayectoria sospechosa
durante un periodo de tiempo anormalmente largo.
27. Aplicación, según la reivindicación 26, en el
caso de un cuerpo (100) situado próximo al fondo (200).
28. Aplicación, según cualquiera de las
reivindicaciones 26 ó 27, siendo el citado sistema tal que
- al menos dos puntos de vista (3, 4) se hallan
situados en las paredes (62) de la piscina (61) en posiciones
apropiadas para barrer al menos una fracción del volumen de agua de
la piscina (61),
- la citada superficie de referencia (3e, 4e) es
prácticamente paralela a la superficie (63) del agua de la piscina
(61).
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