Actualitat

MISTED: Imatge multimodal per a visió a través de medis tèrbols

La propagació de la llum en medis tèrbols i complexos ha estat una font tradicional d'interès en la investigació fotònica, a causa de la necessitat de veure característiques de les escenes abans indetectables. La tendència cap als vehicles automatitzats i la robòtica avançada en les aplicacions de la indústria 4.0, estan augmentant l'interès per aquesta temàtica, ja que aquests vehicles han de ser eficients en tota mena de condicions, especialment en aplicacions crítiques. Això es pot aconseguir combinant diferents modes d'imatge amb modes de fallada complementaris i algorismes de programari avançats que funcionen en temps real. MISTED proposa millorar el rendiment dels sistemes ja existents, i explorar noves solucions en quatre àrees complementàries:

• Modelatge de la polarització: Millores en el model existent de propagació de la llum polaritzada basat en la teoria de Mie, per a mitjans de major complexitat, que inclourà distribucions de partícules de diferents mides en la modelització de l'scattering, i també, la inclusió de formes irregulars. Això permetrà estendre el model actual de la boira a mitjans com el fum, els aerosols o la sorra, molt menys regulars que la boira i amb gran interès.

• Imatge polarimètrica: El projecte té el doble objectiu de donar suport a la validació dels nous models de polarització creats anteriorment i al desenvolupament de nous modes d'imatge per a una millor detecció a través de la boira, utilitzant els diferents modes d'imatge polarimètrica en temps real disponibles al CD6 i desenvolupant un sistema d'imatge basat en la matriu de Mueller i un altre basat en la modulació de la polarització.

• Nous modes d'imatge: L'extensió a nous modes d'imatge dels algorismes de fusió de dades, que s'estendrà des de la fusió de LIDAR i imatges polarimètriques a altres sensors, inclosa una càmera tèrmica (que aprofita les diferències de temperatura), una càmera logarítmica (que suporta canvis d'alta intensitat en la il·luminació, com els deguts al backscatering) i un radar (detecció amb ones de radiofreqüència) per millorar la fiabilitat en la detecció en mitjans tèrbols. S'explorarà també l'ús d'algoritmes d'intel·ligència artificial per millorar la percepció i el seguiment d'objectes en mitjans tèrbols mitjançant l'estratègia de fusió de dades disponible, amb aplicacions per a la detecció de petits núvols de punts mitjançant informació fusionada.

• Aplicacions subaquàtiques: Es dissenyarà, construirà i provarà al laboratori una nova unitat de percepció concebuda per a aplicacions submarines i, per tant, amb un LIDAR que treballa en el visible, i una piscina per provar vehicles submarins.

El projecte MISTED aborda un repte tècnic complex per resoldre un problema pràctic rellevant amb implicacions en diversos àmbits de la societat. La visió a través de mitjans tèrbols, l'objectiu final del projecte, té el potencial de millorar una sèrie de situacions pràctiques, des de la conducció automatitzada amb mal temps fins a tasques d'inspecció submarina de precisió o la visió a través del fum en les tasques d'extinció d'incendis. També es poden pensar en altres aplicacions combinant diversos modes d'imatge amb algorismes de fusió de dades i intel·ligència artificial.

La investigació proposada en aquest projecte té el potencial de crear noves patents i empreses derivades que explotin en particular la imatge polarimètrica i els algorismes de processament i detecció en medis tèrbols.

Aquesta publicació és part del projecte d'R+D+i PID2020-119484RB-I00, finançat per MCIN/ AEI/10.13039/501100011033/ i per la Unió Europea NextGenerationEU/PRTR.