BRPI0912742B1

BRPI0912742B1 - Aquisição de topografia de objetos tendo geometrias arbitrárias

Info

Publication number: BRPI0912742B1
Application number: BRPI0912742-9A
Authority: BR
Inventors: Danny Roberge; Alain Beauchamp
Original assignee: Ultra Electronics Forensic Technology Inc.
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2019-06-18
Also published as: RU2010151627A; US8139230B2; US20090284756A1; MX2010012506A; AU2009245974B2; EP2277001A4; CN102027316B; ZA201007750B; CA2722154C; AU2009245974A1; CN102027316A; CA2722154A1; TR201009280T1; BRPI0912742A2; ES2667032T3; EP2277001B1; WO2009137937A1; RU2502953C2; EP2277001A1

Abstract

aquisição de topografias de objetos tendo geometrias arbitrárias a presente invenção refere-se a um método para posicionar um objeto em um sistema de sensor ótico para adquirir uma superfície do mesmo, o sistema de sensor tendo um conjunto de motores para girar o objeto ao redor de um eixo geométrico do motor perpendicular a um eixo geométrico ótico do sistema de sensor e para transladar o objeto nas direções x, y e z, o método compreendendo: (a) adquirir um mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de senso r; (b) computar uma normal representativa de uma topografia do mapa de relevo da área; (c) determinar uma diferença de ângulo entre a normal e o eixo geométrico ótico do sistema de sensor; (d) comparar a diferença de ângulo com um ângulo limite para determinar se a superfície da área é perpendicular ao eixo geométrico do sensor; (e) se a diferença de ângulo é maior do que um ângulo limite, girar o objeto para obter um novo ângulo de diferença menor do que o ângulo limite e (f) transladar o objeto para reposicionar a área no campo de visão depois que a rotação deslocou a área.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para AQUISIÇÃO

DE TOPOGRAFIAS DE OBJETOS TENDO GEOMETRIAS ARBITRÁRIAS.

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido reivindica a prioridade sob 35 USC§ 119(e) do Pedido de Patente Provisório que transporta o número de série 61/053.874, depositado em 16 de maio de 2008, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência.

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se ao campo da análise e comparação de objetos tendo marcas de ferramenta sobre ele, e particularmente à análise de objetos que são deformados e/ou de forma não convencional.

ANTECEDENTES

No campo da ciência forense, investigações de crimes que en15 volvem armas de fogo usam os testes de comparação balística para determinar se uma bala ou uma cápsula de cartucho gasto encontrada na cena do crime foi disparada por uma arma de fogo em questão. Os testes de comparação balística contam com esfriamentos e/ou impressões que são criadas na superfície de uma peça de evidência quando a arma de fogo é disparada. Esses esfriamentos e/ou impressões têm aspectos únicos suficientes para representar uma assinatura da arma de fogo. Portanto, pela comparação dos esfriamentos ou características impressas de duas balas ou duas cápsulas de cartuchos, é possível concluir se elas foram disparadas pela mesma arma de fogo. Similarmente, pela comparação dos esfriamentos e/ou impressões nos dois objetos que mostram marcas de ferramenta resultantes de corte, emprego de alavanca, de martelamento ou qualquer outra ação executada com uma ferramenta, é possível concluir que a ação acima mencionada foi executada com a mesma ferramenta.

A maior parte dos sistemas de comparação de marcas de ferra30 menta e/ou balística automática existentes adquire imagens de luminância 2D L(X, Y). Outros sistemas adquirem imagens de topografia 3D também, isto é, um mapa de relevo Z(X, Y) de uma área em uma peça de evidência balística, onde Z é a altura local da superfície na posição (X, Y) relativa ao sensor usado. Na maior parte dos casos, a área da peça de evidência balística ou da peça de evidência da marca da ferramenta necessária para finalidades de análise é maior do que o campo de visão do sensor usado para medir as características de superfície acima mencionadas. Desde que a área é maior do que o campo de visão do sensor, várias imagens 3D e 2D são adquiridas sucessivamente e movimento é aplicado na superfície a ser medida entre cada aquisição de imagem. As imagens 3D são então incorporadas em uma única imagem maior (e similarmente para as imagens 2D).

Quando adquirindo cada imagem 3D e 2D individual de um objeto que mostra padrões de marca de ferramenta, a superfície dentro do campo de visão precisa ser tão perpendicular ao eixo geométrico ótico do sensor quanto possível. A informação relevante para a análise de superfície é a forma, o comprimento e a profundidade da marca. Se a superfície não é localmente perpendicular ao eixo geométrico ótico, a oclusão pode ocorrer, e o fundo da marca, que é usado para definir a profundidade, não pode ser reproduzido em imagem apropriadamente. Além do mais, desde que muitas das superfícies nas quais as marcas de ferramentas são eficientemente transferidas são metálicas por natureza, e considerando que a reflexão da luz de uma superfície metálica tem uma forte contribuição especular, a maior parte da luz refletida de volta para o sensor é de regiões quase perpendiculares ao eixo geométrico ótico. Por essa razão, várias tecnologias de sensor 3D, incluindo confocais, têm dificuldade em encontrar a topografia 3D das superfícies metálicas que não são razoavelmente perpendiculares ao eixo geométrico ótico.

Quando adquirindo a topografia 3D de um objeto com uma seção transversal perfeitamente cilíndrica, tal como uma bala disparada pura, é suficiente girar o objeto durante a aquisição dos dados se a bala está instalada com o seu eixo geométrico de simetria perfeitamente alinhado ao longo do eixo geométrico de rotação do sistema de motor e a área de partida a ser adquirida é ajustada perpendicular ao eixo geométrico ótico do sensor. A rotação simples da bala então garantirá que a superfície dentro do campo de visão do sensor esteja sempre perpendicular ao eixo geométrico do sensor. No caso de uma superfície plana, nenhuma rotação é necessária. A superfície plana é instalada com sua área de partida perpendicular ao eixo geométrico do sensor. Movimentos de translação são então suficientes para garantir que todas as outras áreas adquiridas também permaneçam perpendiculares ao eixo geométrico.

A situação é significativamente diferente para balas deformadas ou superfícies arbitrárias que mostram marcas de ferramenta, que podem exibir uma grande variedade de formas: elíptica, plana, localmente côncava, entre outras. As técnicas conhecidas na técnica anterior não podem ser aplicadas nessas formas arbitrárias já que elas não garantirão a captura apropriada da microtopografia local.

SUMÁRIO

De acordo com um amplo aspecto da presente invenção, é proporcionado um método para posicionar um objeto em um sistema de sensor ótico para adquirir uma superfície do mesmo, o sistema de sensor tendo um conjunto de motores para girar o objeto ao redor de um eixo geométrico do motor perpendicular ao eixo geométrico ótico do sistema de sensor e para transladar o objeto nas direções X, Y e Z, o método compreendendo: (a) adquirir um mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor; (b) computar uma normal representativa da topografia do mapa de relevo da área; (c) determinar uma diferença de ângulo entre a normal e o eixo geométrico ótico do sistema de sensor; (d) comparar a diferença de ângulo com um ângulo limite para determinar se a superfície da área é perpendicular ao eixo geométrico do sensor; (e) se a diferença do ângulo é maior do que um ângulo limite, girar o objeto para obter um novo ângulo de diferença menor do que o ângulo limite; e (f) transladar o objeto para reposicionar a área no campo de visão depois que a rotação deslocou a área.

De acordo com outro aspecto amplo da presente invenção, é proporcionado um sistema de posicionamento de objeto para uso com um sistema de sensor ótico para adquirir uma superfície do objeto, o sistema de sensor tendo um conjunto de motores para girar o objeto ao redor de um eixo geométrico do motor perpendicular ao eixo geométrico ótico do sistema de sensor e para transladar o objeto nas direções X, Y e Z, o sistema compreendendo: um processador em um sistema de computador; uma memória acessível pelo processador; e uma aplicação acoplada no processador, a aplicação configurada para: (a) adquirir um mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor; (b) computar uma normal representativa da topografia do mapa de relevo da área; (c) determinar uma diferença de ângulo entre a normal e o eixo geométrico ótico do sistema de sensor; (d) comparar a diferença de ângulo com um ângulo limite para determinar se a superfície da área é perpendicular ao eixo geométrico do sensor; (e) se a diferença de ângulo é maior do que um ângulo limite, girar o objeto para obter um novo ângulo de diferença menor do que o ângulo limite; e (f) transladar o objeto para reposicionar a área no campo de visão depois que a rotação deslocou a área.

Deve ser entendido que embora a presente descrição use balas e cápsulas para ilustrar a invenção, os conceitos descritos aqui podem ser estendidos para quaisquer objetos que não sejam redondos ou cilíndricos ou planos e precisem ser reposicionados usando a rotação e/ou translação a fim de obter uma superfície que é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico ótico de um sistema de sensor. Além disso, a expressão sensor ótico deve ser entendida como significando qualquer sensor que usa raios eletromagnéticos refletidos para fora ou emitidos de uma superfície como uma fonte de informação para adquirir uma imagem. Além do mais, embora a presente descrição se refira a um eixo geométrico do motor de rotação aproximadamente paralelo ao eixo geométrico de simetria da bala (para o caso não deformado) e perpendicular à direção vertical, os conceitos descritos aqui podem ser estendidos para um segundo eixo geométrico motorizado perpendicular a ambos o eixo geométrico prévio e a direção vertical.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Aspectos e vantagens adicionais da presente invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada seguinte, tomada em combinação com os desenhos anexos, nos quais:

a figura 1 ilustra um sistema de sensor usado para adquirir superfícies de objetos de geometrias arbitrárias, de acordo com uma modalidade;

a figura 2A é um gráfico que mostra uma topografia com um dado perfil com um ponto central P e uma dada posição de eixo geométrico tendo sido girada ao redor do eixo geométrico do motor, dessa maneira resultando no perfil cOm um ponto central P’, de acordo com uma modalidade;

a figura 2B é um gráfico que mostra a topografia girada da figura 2A com o vetor de translação δ necessário para trazer a área da topografia de volta para sua posição inicial, de acordo com uma modalidade;

a figura 3A é um gráfico que mostra uma topografia com um primeiro perfil e uma primeira posição de eixo geométrico e um perfil final com a normal N’ obtida depois da rotação Θν executada ao redor do primeiro eixo geométrico de rotação, de acordo com uma modalidade;

a figura 3B é um gráfico que mostra o mesmo perfil como na figura 3A, mas com uma posição diferente do eixo geométrico do motor e uma comparação entre os perfis finais obtidos depois que uma mesma rotação 0_Ntenha sido aplicada, de acordo com uma modalidade;

a figura 4 é um fluxograma para um método para posicionar um objeto em um sistema de sensor ótico para adquirir uma superfície do mesmo, de acordo com uma modalidade;

a figura 5 é um fluxograma para um método usado para mover uma superfície para a próxima área a ser adquirida de acordo com um valor de sobreposição predeterminado entre áreas adquiridas sucessivas, de acordo com uma modalidade;

a figura 6 é um fluxograma que ilustra um método usado para ajustar a posição inicial de uma porção da superfície no campo de visão do sensor, de acordo com uma modalidade;

a figura 7 é um fluxograma que ilustra um método usado para encontrar a posição do eixo geométrico do motor de rotação com relação a um ponto de referência em um sistema de coordenadas de referência, de acordo com uma modalidade;

a figura 8 é um fluxograma que ilustra um método usado para computar a normal de uma porção de uma superfície, de acordo com uma modalidade;

a figura 9 é um gráfico que ilustra dois perfis sucessivamente adquiridos em uma superfície de um objeto, de acordo com uma modalidade; e as figuras 10A, 10B e 10C são gráficos que mostram o perfil 1 e o mesmo perfil, agora indexado 2, depois que a rotação e a translação foram aplicadas. A translação é consistente com uma sobreposição predeterminada fixa entre ambos os perfis (a área comum é mostrada em negrito) e a rotação garante que a normal do ponto central do perfil 2 fique ao longo do eixo geométrico ótico. Três cenários são descritos, de acordo com se a sobreposição é menor do que, igual a ou maior do que 50%.

Deve ser observado que por todos os desenhos anexos, aspectos similares são identificados por numerais de referência similares.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A figura 1 ilustra um aparelho 100 a ser usado para adquirir imagens de peças de evidência balística 102. A superfície a ser medida é instalada na ponta de um eixo geométrico do motor de rotação (RMA). Uma porção da superfície, chamada um trecho, está dentro do campo de visão (FOV) do sensor 104. O eixo geométrico do motor de rotação (RMA) pode ser transladado ao longo das direções X e Y usando um motor de translação. Na figura, o sensor 104 pode ser movido ao longo da direção vertical (Z) usando ainda outro motor de translação. Entretanto, deve ser entendido que os princípios básicos e os algoritmos são também aplicáveis para um sensor fixo e um eixo geométrico do motor de rotação que pode ser movido ao longo da direção Z. Em algumas modalidades, o objeto pode ser mantido em uma posição fixa e o sensor pode ser movido nas direções X, Y e/ou Z. A área de superfície sob o FOV é caracterizada por uma normal N que é a normal média da superfície. Para uma superfície arbitrária, a normal N pode ser significativamente diferente da direção do eixo geométrico ótico (OA). Embora a presente descrição use RMA, deve ser entendido que os princí pios básicos e os algoritmos são também aplicáveis ao eixo geométrico de rotação Tilt (TMA) pela troca adequada das coordenadas X e Y. A expressão eixo geométrico de rotação (MA) será usada para se referir a qualquer um entre o RMA ou o TMA.

As figuras 2A e 2B ilustram uma dada topografia 3D Z(X, Y), mostrada em uma maneira simplificada como um perfil médio Zmédio(Y) com a normal N, como adquirido pelo sistema da figura 1. No sistema de coordenadas de referência do sensor, as coordenadas Y dos pontos do perfil cobrem a faixa entre 0 (a origem) e o comprimento do perfil. Se a normal N não é substancialmente paralela ao eixo geométrico ótico (OA), uma rotação Θ_Ν é aplicada na superfície a fim de trazer a direção da normal ao longo de OA, como ilustrado por Ν’. A rotação Θν é feita com relação ao MA. Entretanto, a rotação aplicada induz um deslocamento significativo da área do trecho a ser adquirido. O ponto central da área, que estava em P originalmente, é movido para P’ como um resultado da rotação. Essa rotação é ilustrada na figura 2A. Em alguns casos, a área pode deixar o campo de visão. Uma translação é então executada na superfície a fim de compensar esse efeito, como mostrado na figura 2B. A finalidade da translação é trazer P’ de volta para P. A área inicial está agora dentro do campo de visão (P = P) com a normal certa N = N’ ao longo do eixo geométrico ótico. O_s é o referencial do sensor (isto é, ponto de referência do sistema de coordenadas de referência) e P é o ponto parcial do perfil. ^MA é o vetor de posição do eixo geométrico do motor de O_s. Como mostrado na figura 2B, o movimento planejado é uma rotação do perfil ao redor do ponto P. Entretanto, a única rotação física possível é ao redor do eixo geométrico do motor MA, mostrado na figura 2A. Uma translação ° é, portanto, exigida desde que P e MA não coincidem.

F γ

O vetor ° é uma função de θ_Ν e ^MA .

As figuras 3A e 3B mostram dois cenários com o mesmo perfil inicial, mas eixos geométricos de rotação diferentes. No exemplo mostrado na figura 3A, o perfil final (mostrado em negrito) resulta da rotação ao redor do eixo geométrico do motor real do sistema, enquanto o perfil pontilhado do exemplo da figura 3B é o resultado de uma rotação feita numericamente ao redor de um eixo geométrico diferente arbitrariamente ajustado na origem do sistema de coordenadas do sensor. O vetor T mostra a diferença vetorial entre ambos os perfis finais. Isso ilustra que a posição do perfil depois de uma rotação é uma função do eixo geométrico de rotação. Nós podemos então concluir que a translação ° que traria o perfil de volta no campo de visão é também uma função do eixo geométrico de rotação.

A fim de computar a translação usada para retornar o perfil no campo de visão do sistema de sensor, o eixo geométrico do motor de rotação pode ser encontrado com relação a um ponto fixado no espaço, que é escolhido para ser a origem do sistema de coordenadas do sensor. Esse ponto de origem é usado como um ponto de referência no sistema de coordenadas de referência. Outras origens podem ser escolhidas também. As posições X-Y da origem são definidas como as associadas com o pixel da imagem com a coordenada (0,0). A posição Z da origem é conhecida de uma calibragem do sensor. Um procedimento então determina a posição do eixo geométrico do motor de rotação. Depois que a posição do eixo geométrico do motor de rotação é conhecida com relação ao primeiro trecho, ela é atualizada durante o processo de aquisição de superfície desde que as translações das balas (e, portanto, do eixo geométrico do motor de rotação) ao longo de Y (e possivelmente Z, se o aparelho é ajustado com um sensor fixo) estão envolvidas.

A figura 4 ilustra um método usado para posicionar um objeto em um sistema de sensor ótico para adquirir uma superfície do mesmo. Em uma modalidade, ele pode ser usado para obter uma topografia 3D em formato de faixa de uma porção de uma superfície que mostra marcas de ferramenta. A imagem final, frequentemente citada como um mosaico, é o resultado da incorporação subsequente de várias topografias tendo áreas correspondentes parcialmente sobrepostas da superfície, cada uma dessas topografias sendo medida enquanto a área de superfície correspondente está colocada perpendicularmente sob o sensor ótico.

Várias etapas do método da figura 4 são elas próprias métodos que envolvem etapas adicionais e serão totalmente descritas abaixo. Na prática, as etapas 400 e 401 podem ser invertidas. Para cada rotação e/ou translação imposta na superfície enquanto passando da etapa 400 para 401 (ou vice-versa), a posição do eixo geométrico do motor de rotação, quando conhecida, é atualizada de acordo. Por exemplo, se uma pessoa escolhe medir a posição do eixo geométrico do motor de rotação antes de ajustar a área inicial a ser adquirida, cada translação de superfície que ocorre entre a medição da posição do eixo geométrico do motor de rotação e a captura da topografia inicial do primeiro trecho é atualizada na posição medida do eixo geométrico do motor de rotação.

Para começar, as posições do motor inicial e final que delimitam a região da superfície a ser adquirida são ajustadas 400. Essa etapa é ainda descrita em detalhes abaixo. A posição do eixo geométrico do motor de rotação relativa à origem do eixo geométrico do sistema de sensor é obtida 401, o que é definido pelo pixel (0,0) dos dados adquiridos cobertos pelo campo de visão (FOV) do sensor e a posição Z = 0 encontrada a partir do procedimento de calibragem do sensor. Essa etapa é descrita em detalhe adicional abaixo. A posição do eixo geométrico do motor é atualizada 402, tal que as posições do motor de rotação são retornadas para essas correspondendo com o trecho de aquisição inicial. Conhecendo as translações Y e Z Y_Trans θ Z-p-ans usadas para alcançar essa área da superfície, as posições do eixo geométrico do motor de rotação são então atualizadas como segue:

Ργ-atualizada ~ Ry + Ytrans>

Rz-atuaiizada = Rz + Z_trans (se o eixo geométrico do motor de rotação se move ao longo de Z e a câmera está fixa),

Rz-atuaiizada = Rz (se a câmera se move ao longo de Z, mas o eixo geométrico do motor de rotação não).

A topografia 3D é adquirida 403, isto é, um mapa de relevo Z(X,Y) da área atualmente dentro do campo de visão é adquirido. Essa etapa depende da tecnologia de sensor particular usada para adquirir a topografia 3D. Nesse ponto, uma imagem de luminância 2D representando a mesma porção da superfície pode ser adquirida também. A normal N repre sentativa da topografia da superfície capturada na etapa 403 é computada 404. Essa etapa é descrita em mais detalhes abaixo. Os parâmetros de reposicionamento para os movimentos do motor são também computados 405. Os parâmetros seguintes são computados como segue:

Oajuste = diferença de ângulo entre a normal N e o eixo geométrico ótico do sensor;

Yajuste = -K_y*(1-N_z) + K_z*N_y,

Zajuste = -K_y*(-N_y) + K_z*(1-N_z), em que K_y = P_y + R_y; K_z = P₂ + R_z e onde P_y, P_z são as coordenadas do ponto central do trecho; e R_y, R_z são as coordenadas da posição do eixo geométrico do motor de rotação no sistema de sensor. R_y e R_z são inicialmente obtidos a partir da etapa 401.

Se o valor absoluto do ângulo de ajuste (Oajuste) θ maior do que um dado limite pequeno (Olimite), o trecho então não é perpendicular ao eixo geométrico do sensor. A superfície é então girada e transladada 406 de acordo com o ângulo de ajuste e as mudanças computadas durante a etapa prévia. A posição do eixo geométrico do motor de rotação é então atualizada como segue:

Ry-atualizada ~ Ry + YAjuste

Rz-atuaiizada = Rz + Z_Aj_Uste (se o eixo geométrico do motor de rotação se move ao longo de Z e a câmera está fixa),

Depois que a rotação e a translação dos parâmetros de superfície são concluídas, o algoritmo retorna para a etapa 403. Alternativamente, se o valor absoluto do ângulo de ajuste (Oajuste) θ menor do que um dado limite pequeno (Olimite), assume-se que o trecho seja quase perpendicular ao eixo geométrico do sensor. A última topografia adquirida é válida e é incorporada com um mosaico em progresso atual 407. Os métodos de incorporação são variados e conhecidos para um versado na técnica. A última topografia adquirida é comparada com a topografia adquirida da posição estabelecida do motor final 408 pelo uso de uma medida de similaridade. Se as duas topografias são controladas para coincidir, então a aquisição está acabada. De outra forma, a superfície é movida para a próxima área a ser adquirida 409 para garantir um valor de sobreposição predeterminado entre áreas adquiridas sucessivas. O algoritmo retoma para a etapa 403 depois de se mover adiante para a próxima área adquirida.

Estratégias diferentes são possíveis para mover a superfície para a próxima área a ser adquirida 409 para garantir um valor de sobreposição predeterminado entre áreas adquiridas sucessivas. Em uma primeira estratégia, a superfície é girada por um valor fixo predeterminado para garantir um valor de sobreposição predeterminado entre áreas adquiridas sucessivas. A direção de rotação (isto é, o sinal da etapa do ângulo de rotação) deve ser consistente com a diferença de coordenada Θ entre as posições inicial e final que delimitam a região a ser adquirida. Esse método é ótimo para superfícies com uma seção transversal circular (como um cilindro) e cujo centro de simetria coincide com o eixo geométrico de rotação motorizado.

Em uma segunda estratégia, a superfície é transladada por um valor fixo predeterminado Shifty para garantir um valor de sobreposição predeterminado entre áreas adquiridas sucessivas. A direção de translação (isto é, o sinal de Shifty) deve ser consistente com a diferença de coordenada Y entre as posições inicial e final que delimitam a região a ser adquirida. Esse método é ótimo para superfícies planares.

Essas duas estratégias não são ótimas para geometrias arbitrárias desde que elas podem produzir laços de iteração longos e tediosos para as etapas 403 a 406. Outra estratégia, para superfícies não circulares e não planares, e para uma sobreposição fixa predeterminada de 50% entre áreas adquiridas sucessivas, é ilustrada nas figuras 5 e 10A. A normal local do ponto mais distante da topografia do trecho atual (no limite do campo de visão) ao longo da direção correspondendo com a diferença de coordenada Y e Θ entre as posições inicial e final, ponto P na figura 10A)) é identificada 502. A superfície é girada a fim de trazer a normal desse ponto paralela ao eixo geométrico ótico 503. A superfície é então transladada por Shifty 504 a fim de trazer esse ponto no centro do campo de visão (ponto P’ na figura

IOA) . A posição do eixo geométrico do motor de rotação é atualizada para Ry-atuaiízar = R_y + Shift_y 509. A figura 10A mostra o perfil inicial, com índice 1 e o mesmo perfil, com índice 2, depois que a rotação e a translação foram aplicadas. A translação é consistente com uma sobreposição fixa de 50% entre ambos os perfis (a área comum é mostrada em negrito) e a rotação garante que a normal do ponto central do perfil 2 fique ao longo do eixo geométrico ótico. O ângulo de rotação é a diferença de ângulo entre a direção da normal em P e a direção do eixo geométrico ótico (ao longo de Z).

No caso de uma avaliação de sobreposição 501 onde a sobreposição desejada é > 50%, a posição do ponto do trecho atual que é consistente com a sobreposição fixa predeterminada entre áreas adquiridas sucessivas (ao longo da direção consistente com a diferença de coordenada Y e Θ entre as posições inicial e final) é determinada 505. Esse ponto (P na figura

IOB) não fica no limite do campo de visão desde que a sobreposição é maior do que 50%. A posição de P é encontrada pela interpolação linear entre os dois casos extremos seguintes: P fica no limite do campo de visão para uma sobreposição de 50% e no centro do campo de visão para uma sobreposição de 100%. Portanto, para uma sobreposição geral > 50%, P fica em uma distância L*(sobreposição - 50)/100 do limite do campo de visão, onde L é o comprimento do perfil. A normal local nesse ponto é identificada 506. A superfície é girada a fim de trazer a normal desse ponto paralela ao eixo geométrico ótico 507. O ângulo de rotação é a diferença de ângulo entre a direção da normal em P e a direção do eixo geométrico ótico (ao longo de Z). A superfície é transladada por Shifty a fim de trazer esse ponto no centro do campo de visão 508 (ponto P’ na figura 10B). A posição do eixo geométrico do motor de rotação é atualizada para R_y-_atuaiizar = R_y + Shifty 509.

Para uma sobreposição < 50%, a normal local do ponto mais distante da topografia do trecho atual (no limite do campo de visão, ao longo da direção correspondendo com a diferença de coordenada Y e Θ entre as posições inicial e final, ponto P na figura 10C) é identificada 510. Um ângulo BETA entre essa normal e a direção do eixo geométrico ótico é determinado

511. A superfície é então girada por (1 + ALFA)*BETA, um múltiplo do ângulo BETA, onde o parâmetro positivo ALFA é descrito abaixo 512. A superfície é transladada por Shifty a fim de trazer o ponto P além do centro do campo de visão 53 (em P’ na figura 10C). A translação corresponde com a sobreposição esperada. A posição do eixo geométrico do motor de rotação é atualizada 509 para R_y._atuaiizar = R_y + Shifty.

O ângulo de rotação é o principal desconhecido quando a sobreposição é < 50% desde que a finalidade do método é trazer o ponto Q, originalmente fora do campo de visão, no centro do campo de visão, com sua normal ao longo da direção do eixo geométrico ótico. Desde que a normal em Q é desconhecida, ela precisa ser aproximada por extrapolação, com base na normal em P e a normal no centro do perfil 1, que é vertical por definição. Um modelo simples é assumir uma curvatura local constante no perfil. Isso implica que o ângulo de rotação seja (1 + ALFA)*BETA, onde ALFA = (1 - SOBREPOSIÇÃO/50). Isso reduz para uma rotação por um ângulo BETA quando a sobreposição é 50% e um ângulo 2*BETA quando a sobreposição está próxima de 0%. Entretanto, algum outro modelo de extrapolação poderia ser usado, contanto que ALFA se aproxime de 0 quando a sobreposição se aproxima de 50%.

Esse método é ótimo para valores de sobreposição predeterminados maiores ou iguais a 50% porque a parte da topografia trazida sob a câmara já é conhecida e é usada para computar os movimentos de translação e de rotação necessários para colocá-la no lugar. O laço das etapas 403 a 406 então será minimizado. Para valores predeterminados de sobreposição menores do que 50%, a maior parte da topografia da área que é trazida sob a câmara não é conhecida antecipadamente. É então provável que uns poucos laços de iteração através das etapas 403 a 406 sejam necessários.

Como descrito acima com relação à etapa 400, uma das etapas é ajustar a posição inicial de uma porção da superfície no FOV do sensor. Isso é usado sempre que um usuário coloca uma porção da superfície no FOV do sensor. Isso garante que a superfície no FOV do sensor fique perpendicular ao eixo geométrico ótico. No processo geral do método descrito acima, isso pode ser feito múltiplas vezes. Por exemplo: para ajustar a posição das áreas inicial e final da superfície que delimitam a extensão da superfície a ser adquirida, e para ajustar a posição da área da superfície a ser usada para determinar a posição do eixo geométrico do motor de rotação no referencial do sensor. Isso pode também ser feito somente uma vez no caso de uma superfície transpassada (tal como a superfície de uma bala, deformada ou não) onde trechos de aquisição inicial e final coincidem e quando esse trecho é ainda usado para medir a posição do eixo geométrico do motor de rotação.

A figura 6 ilustra uma modalidade desse método. A topografia 3D, isto é, um mapa de relevo Z(X, Y) da área atualmente dentro do campo de visão, é adquirida 600. Essa etapa depende da tecnologia de sensor particular usada para adquirir a topografia 3D. Nesse ponto, uma imagem de luminância 2D representando a mesma porção da superfície pode ser adquirida também. A normal N representativa da topografia da superfície adquirida na etapa 600 é computada 601. Essa etapa é descrita em detalhes adicionais abaixo. O ângulo Omedido entre a normal N e o eixo geométrico ótico é computado. Se o valor absoluto do ângulo medido (Omedido) é menor do que um dado limite pequeno (Olimite), o trecho é perpendicular ao eixo geométrico ótico do sensor e todas as posições do motor são mantidas na memória 606. Se o valor absoluto do ângulo medido (Omedido) é maior do que o limite pequeno (Olimite). o trecho então não é perpendicular ao eixo geométrico do sensor e o objeto é girado por um pequeno ângulo em uma direção (isto é, o seu sinal) que corresponde com o ângulo medido 602. A figura 9 ilustra a rotação por OpequenoUma segunda topografia 3D, isto é, um mapa de relevo Z(X, Y) da área atualmente dentro do campo de visão, é adquirida 603. Essa etapa depende da tecnologia do sensor particular usada para adquirir a topografia 3D. Nesse ponto, uma imagem de luminância 2D representando a mesma porção da superfície pode ser adquirida também. A mudança relativa em Y entre o par de imagens adquiridas nas etapas 600 e 603 é determinada 604. O par de imagens topográficas e/ou as imagens de luminância 2D pode ser usado (não é necessário usar a imagem topográfica, desde que a mudança relativa em Z não é de interesse). Como um resultado da pequena rotação executada na etapa 602, ambas as imagens têm uma área comum significativa. Qualquer tipo de algoritmo de medição de similaridade de imagem pode ser usado para determinar a mudança relativa em Y. Tal algoritmo define um valor de similaridade através de um conjunto de valores de mudança. A mudança relativa entre ambas as imagens é definida como a associada com o valor de similaridade ótimo. A superfície é então transladada 605 pela mudança relativa encontrada em 604. Nesse ponto, a área dentro do campo de visão é a mesma como na etapa 600. Entretanto, a orientação da topografia foi alterada como um resultado da rotação aplicada em 602. Um mapa de relevo da área dentro do FOV é novamente adquirido 600, a normal é novamente calculada 601 para comparar Omedido com Olimite- Se o valor absoluto do Omedido é menor do que Olimite, o trecho é perpendicular ao eixo geométrico ótico do sensor e todas as posições do motor são mantidas na memória 606.

Em muitos casos onde uma realimentação visual, através da exibição do sistema, é fornecida para um usuário, o usuário pode visualmente imaginar a rotação e eventualmente a translação necessária para melhorar a perpendicularidade. Processos de pesquisa automáticos podem também ser usados para proporcionar palpites de rotação e translação em direção à perpendicularidade.

Como descrito na etapa 401 acima, uma etapa é encontrar a posição do eixo geométrico do motor de rotação com relação à origem do sistema de coordenadas do sensor. De acordo com uma modalidade, é descrita abaixo uma maneira de executar essa etapa, ilustrada no fluxograma da figura 7. As posições ajustadas do motor iniciais são ajustadas em uma maneira que a região da superfície a ser usada para a medida da posição do eixo geométrico do motor de rotação se encontra no FOV do sensor 700. A área a ser usada para medir a posição do eixo geométrico do motor de rotação é escolhida em uma maneira que uma pequena rotação da superfície não é propensa a induzir a colisão entre o objeto e o sensor. A etapa de a juste de um conjunto de posições do motor através de uma região particular da superfície é descrita em detalhes acima.

A topografia 3D é adquirida 701, isto é, um mapa de relevo Z(X, Y) da área atualmente dentro do campo de visão é adquirido. Essa etapa depende da tecnologia de sensor particular usada para adquirir a topografia 3D. Nesse ponto, uma imagem de luminância 2D representando a mesma porção da superfície pode ser adquirida também. A superfície é girada por um pequeno ângulo predefinido 0p_eqUeno 702. Esse ângulo é definido a fim de minimizar o risco de colisão e garantir uma boa sobreposição entre trechos sucessivos. Valores típicos ficam entre 1 e 6 graus. A topografia 3D é adquirida 703, isto é, um mapa de relevo Z(X, Y) da área atualmente dentro do campo de visão. Essa etapa depende da tecnologia de sensor particular usada para adquirir a topografia 3D. Nesse ponto, uma imagem de luminância 2D representando a mesma porção da superfície pode ser adquirida também. O ângulo de rotação relativo (Omedido), mudanças Y e Z entre a topografia atual e a topografia previamente medida são medidos 704. Isso pode ser feito pela computação de uma medida de similaridade entre a área comum de ambas as topografias através de um conjunto de rotações de ângulo, translações relativas de Y e Z de ambas as topografias. O ângulo de rotação ótimo, mudanças Y e Z são definidos como os associados com a mais alta medida de similaridade computada.

Uma posição temporária do eixo geométrico do motor de rotação, consistente com o trecho atual e prévio somente, é computada a partir do ângulo relativo, mudanças Y e Z (ΔΥ e ΔΖ) 705, previamente computadas na etapa 704, com a fórmula:

Ry_TEMP = Ví * [ - ΔΥ - ΔΖ* (sinAO) / (1 - cosAO) ],

Rz_TEMP = Vi. * [ - ΔΖ + ΔΥ* (sinAO) / (1 - cosAO) ].

Um peso não negativo que descreve a certeza na posição temporária do motor de rotação computada previamente é computado 706. Essa certeza é uma função crescente da aspereza e similaridade dos dois perfis comparados. A posição do eixo geométrico do motor de rotação R_Y e Rz é computada 707 como uma média ponderada de todas as posições temporá rias Rtemp, usando pesos de qualidade encontrados nas iterações atuais e prévias.

“ Σ * ^pesoi ) / Σ í ^pesoi > i

Σ * peso, ) / ( peso, ) ,

Os valores de Ry e Rz são armazenados em cada iteração. A convergência do procedimento é testada usando os últimos N valores computados para a posição do eixo geométrico do motor de rotação 708. Um procedimento possível para testar a convergência é determinar se a variância dos últimos N valores de R_Y e R_z é menor do que um limite predeterminado, onde N é um número inteiro codificado fixo maior do que 1. Esse teste pode ser executado se existem pelo menos N valores de R_Y e R_z disponíveis. De outra forma, a solução ainda não foi convergida. Se a solução não convergiu, retornar para a etapa 702, de outra forma o procedimento termina. A posição inicial de (Ry, Rz) é assumida como sendo (0,0) para a primeira iteração. Outras maneiras de testar a convergência conhecidas para um versado podem também ser aplicadas.

A figura 8 ilustra em mais detalhes a etapa 601 da figura 6, que é um método usado para computar a normal média de uma porção da superfície. É assumido que uma topografia medida representativa da porção da superfície é fornecida como uma entrada para o método. Um perfil médio Zmédio(Y) θ definido ao longo da direção Y que descreve a forma geral da topografia 800. O perfil médio pode ser a média (ponderada ou não) ou a mediana dos perfis Z_médio(Y) = média através de X de Z(X,Y) ou mediana através de X de Z(X,Y). Os cálculos matemáticos exatos do perfil médio podem mudar como uma função do tipo da superfície dada em entrada. A normal N do perfil médio é calculada 801. A normal é encontrada fazendo a média da normal local do perfil em cada ponto:

N = (N_y, N_z) = Média sobre i (N_i), em que a normal local pode ser encontrada pela diferença finita com um próximo.

Ni = ([z(i) - z(i+1)], - ([y(i) - y(i+1) ]) ou por outras técnicas com base em um ou mais próximos.

Embora os blocos dos métodos nas figuras 4 a 8 sejam mostrados como ocorrendo em uma ordem particular, será verificado por aqueles versados na técnica que muitos dos blocos são permutáveis e podem ocorrer em ordens diferentes do que essas mostradas sem afetar materialmente os resultados finais dos métodos. Adicionalmente, embora a presente descrição se refira a código ou funções que residem em um processador, isso não é planejado para limitar o escopo das aplicações possíveis dos métodos descritos. Qualquer sistema em que um processador possa ser utilizado sem causar o afastamento do espírito e do escopo da presente descrição.

Embora a presente descrição seja primariamente descrita como um método, uma pessoa versada na técnica entenderá que a presente descrição é também direcionada para um aparelho para execução do método descrito e incluindo partes de aparelho para execução de cada bloco do método descrito, seja esse por meio de componentes de hardware, um computador programado por software apropriado para possibilitar a prática do método revelado, por qualquer combinação dos dois ou em qualquer outra maneira. Além do mais, um artigo de fabricação para uso com o aparelho, tal como um dispositivo de armazenamento pré-gravado ou outro meio legível por computador similar incluindo instruções de programa gravados neles ou um sinal de dados de computador transportando instruções de programa legíveis por computador podem direcionar o aparelho para facilitar a prática do método descrito. É entendido que tal aparelho, artigos de fabricação e sinais de dados de computador também se situam dentro do escopo da presente descrição.

As modalidades da presente descrição descrita acima são planejadas para serem exemplos somente. Aqueles versados na técnica podem efetuar alterações, modificações e variações nas modalidades exemplares particulares sem se afastar do escopo planejado da presente descrição. Em particular, aspectos selecionados de uma ou mais das modalidades exemplares acima descritas podem ser combinados para criar modalidades exemplares alternativas não explicitamente descritas, aspectos adequados para tais combinações sendo facilmente evidentes para pessoas versadas na técnica. A matéria em questão descrita aqui nas reivindicações recitadas planeja cobrir e abranger todas as mudanças adequadas na tecnologia.

Claims

reivindicações

1. Método para posicionar um objeto em um sistema de sensor ótico para adquirir uma superfície do mesmo, o sistema de sensor tendo um conjunto de motores para girar o objeto ao redor de um eixo geométrico do motor perpendicular ao eixo geométrico ótico do sistema de sensor e para transladar o objeto nas direções X, Y e Z, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

(a) adquirir um mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor;

(b) computar uma normal representativa da topografia do mapa de relevo da área;

(c) determinar uma diferença de ângulo entre a normal e o eixo geométrico ótico do sistema de sensor;

(d) comparar a diferença de ângulo com um ângulo limite para determinar se a superfície da área é perpendicular ao eixo geométrico do sensor;

(e) se a diferença do ângulo é maior do que um ângulo limite, girar o objeto para obter um novo ângulo de diferença menor do que o dito ângulo limite; e (f) transladar o dito objeto para reposicionar a dita área no dito campo de visão depois que a dita rotação deslocou a dita área.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende repetir as etapas (a) a (f) para o dito mapa de relevo da dita área até que o dito novo ângulo de diferença seja menor do que o dito ângulo limite depois da dita translação.
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e

2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para proporcionar uma nova área de superfície no dito campo de visão do dito sistema de sensor; e repetir as etapas (a) a (f) para múltiplas áreas da dita superfície e incorporar as ditas múltiplas áreas para criar um mosaico da dita superfície

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 4/16 do dito objeto.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

ajustar o dito conjunto de motores para uma posição inicial para uma aquisição inicial da dita superfície e uma posição final para uma aquisição final da dita superfície, e determinar uma posição real do dito eixo geométrico do motor relativa a uma referência de posição em um sistema de coordenadas de referência.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita determinação de uma posição real do dito eixo geométrico do motor compreende:

(g) assumir uma posição real de (0,0) para o dito eixo geométrico do motor;

(h) adquirir um primeiro mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor com o dito conjunto de motores na dita posição inicial;

(i) executar uma rotação da dita superfície ao redor do dito eixo geométrico do motor por um valor pequeno de Θ;

(j) adquirir um mapa de relevo subsequente de uma área no campo de visão do sistema de sensor;

(k) medir uma rotação relativa e mudança entre o primeiro mapa de relevo e o mapa de relevo subsequente;

(l) computar uma posição temporária do eixo geométrico do motor usando somente o primeiro mapa de relevo e o mapa de relevo subsequente;

(m) computar um peso de certeza descrevendo uma certeza com a posição temporária do eixo geométrico do motor;

(n) atualizar a posição real da posição do eixo geométrico do motor usando o peso de certeza e a posição temporária do eixo geométrico do motor;

(o) testar a convergência da dita posição real; e

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 5/16 (p) repetir as etapas (i) a (o) até que a convergência seja atingida.
6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito ajuste do dito conjunto de motores para uma posição inicial compreende:

(q) adquirir um primeiro mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor;

(r) computar uma normal representativa da topografia do mapa de relevo da área;

(s) medir um ângulo entre a normal e o eixo geométrico ótico e comparar com um ângulo limite;

(t) se o ângulo medido é maior do que o ângulo limite, girar o objeto por um pequeno valor para obter um novo ângulo;

(u) adquirir um segundo mapa de relevo de uma área dentro do campo de visão depois da rotação;

(v) determinar uma mudança relativa entre os dados comuns do primeiro mapa de relevo e o segundo mapa de relevo;

(w) transladar o objeto pela mudança relativa e repetir as etapas (q) a (w) até que o ângulo medido seja menor do que o dito ângulo limite; e (x) se o ângulo medido é menor do que o dito ângulo limite, armazenar uma posição atual do dito conjunto de motores como a dita posição inicial.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito (r) computar uma normal representativa de uma topografia do mapa de relevo da área compreende:

definir um perfil médio ao longo de uma direção Y descrevendo uma forma geral da topografia; e computar a normal do perfil médio.
8. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para produzir uma nova área de superfície no dito campo de visão compreende ter uma sobreposição entre áreas sucessivas que é maior do que 50%.

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 6/16
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito mover compreende:

determinar uma posição de um ponto de um trecho atual que é consistente com uma sobreposição fixa predeterminada entre áreas adquiridas sucessivas;

identificar uma normal nesse ponto;

girar o objeto a fim de trazer a normal desse ponto paralela ao eixo geométrico ótico;

transladar a superfície por Shifty, a fim de trazer esse ponto no centro do campo de visão; e atualizar a posição do eixo geométrico do motor para Ry-atualizar = Ry + Shifty.
10. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para produzir uma nova área de superfície no dito campo de visão compreende ter uma sobreposição entre áreas sucessivas que é menor do que 50%.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dito mover compreende:

identificar uma normal de um ponto mais distante de uma topografia de um trecho atual em um limite do campo de visão;

determinar um ângulo BETA entre a normal e o eixo geométrico ótico;

girar o objeto por (1 + ALFA)*BETA, onde ALFA é um parâmetro positivo que é uma função decrescente da sobreposição que se aproxima de zero quando a sobreposição se aproxima de 50%, transladar o objeto por Shifty, a fim de trazer o ponto além de um centro do campo de visão de acordo com a sobreposição; e atualizar a posição do eixo geométrico do motor para Ry-atualizar = Ry + Shifty.
12. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para produzir uma nova área de superfície no dito campo de visão compreende

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 7/16 ter uma sobreposição entre áreas sucessivas que é de 50%.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dito mover compreende:

identificar uma normal de um ponto mais distante de uma topografia de um trecho atual em um limite do campo de visão;

girar o objeto a fim de trazer a normal do ponto mais distante paralela ao eixo geométrico ótico;

transladar a superfície a fim de trazer o ponto mais distante em um centro do campo de visão; e atualizar a posição do eixo geométrico do motor para Ry-atualizar = Ry + Shifty.
14. Memória legível por computador caracterizada pelo fato de que tem gravada nela sentenças e instruções para execução por um computador para desempenho do método como definido nas reivindicações 1 a 13.
15. Sistema de posicionamento de objeto para uso com um sistema de sensor ótico para adquirir uma superfície do objeto, o sistema de sensor tendo um conjunto de motores para girar o objeto ao redor de um eixo geométrico do motor perpendicular ao eixo geométrico ótico do sistema de sensor e para transladar o objeto nas direções X, Y e Z, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

um processador em um sistema de computador;

uma memória acessível pelo processador; e uma aplicação acoplada no processador, a aplicação configurada para:

(a) adquirir um mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor;

(b) computar uma normal representativa da topografia do mapa de relevo da área;

(c) determinar uma diferença de ângulo entre a normal e o eixo geométrico ótico do sistema de sensor;

(d) comparar a diferença de ângulo com um ângulo limite para determinar se a superfície da área é perpendicular ao eixo geométrico do

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 8/16 sensor;

(e) se a diferença de ângulo é maior do que um ângulo limite, girar o objeto para obter um novo ângulo de diferença menor do que o dito ângulo limite; e (f) transladar o dito objeto para reposicionar a dita área no dito campo de visão depois que a dita rotação deslocou a dita área.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a dita aplicação é também configurada para:

ajustar o dito conjunto de motores para uma posição inicial para uma aquisição inicial da dita superfície e uma posição final para uma aquisição final da dita superfície; e determinar uma posição real do dito eixo geométrico do motor relativa a uma referência de posição em um sistema de coordenadas de referência.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a dita determinação de uma posição real do dito eixo geométrico do motor compreende:

(g) assumir uma posição real de (0,0) para o dito eixo geométrico do motor;

(h) adquirir um primeiro mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor com o dito conjunto de motores na dita posição inicial;

(i) executar uma rotação da dita superfície ao redor do dito eixo geométrico do motor por um valor pequeno Θ;

(j) adquirir um mapa de relevo subsequente de uma área no campo de visão do sistema de sensor;

(k) medir uma rotação relativa e mudança entre o primeiro mapa de relevo e o mapa de relevo subsequente;

(l) computar uma posição temporária do eixo geométrico do motor usando somente o primeiro mapa de relevo e o mapa de relevo subsequente;

(m) computar um peso de certeza descrevendo uma certeza

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 9/16 com a posição temporária do eixo geométrico do motor;

(n) atualizar a posição real da posição do eixo geométrico do motor usando o peso de certeza e a posição temporária do eixo geométrico do motor;

(o) testar a convergência da dita posição real; e (p) repetir as etapas (i) a (o) até que a convergência seja atingida.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que o dito ajuste do dito conjunto de motores para uma posição inicial compreende:

(q) adquirir um primeiro mapa de relevo de uma área em um campo de visão do sistema de sensor;

(r) computar uma normal representativa da topografia do mapa de relevo da área;

(s) medir o ângulo entre a normal e o eixo geométrico ótico e comparar com um ângulo limite;

(t) se o ângulo medido é maior do que o ângulo limite, girar o objeto por um pequeno valor para obter um novo ângulo;

(u) adquirir um segundo mapa de relevo de uma área dentro do campo de visão depois da rotação;

(v) determinar uma mudança relativa entre os dados comuns do primeiro mapa de relevo e o segundo mapa de relevo;

(w) transladar o objeto pela mudança relativa e repetir as etapas (q) a (w) até que o ângulo medido seja menor do que o dito ângulo limite; e (x) se o ângulo medido é menor do que o dito ângulo limite, armazenar uma posição atual do dito conjunto de motores como a dita posição inicial.
19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o dito (r) computar uma normal representativa de uma topografia do mapa de relevo da área compreende:

definir um perfil médio ao longo de uma direção Y descrevendo uma forma geral da topografia; e

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 10/16 computar a normal do perfil médio.
20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que a dita aplicação é ainda configurada para:

mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para produzir uma nova área de superfície no dito campo de visão do dito sistema de sensor e repetir as etapas (a) a (f) para múltiplas áreas da dita superfície e incorporar as ditas múltiplas áreas para criar um mosaico da dita superfície do dito objeto.
21. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dito mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para produzir uma nova área de superfície no dito campo de visão compreende ter uma sobreposição entre áreas sucessivas que é maior do que 50%.
22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o dito mover compreende:

determinar uma posição de um ponto de um trecho atual que é consistente com uma sobreposição fixa predeterminada entre áreas adquiridas sucessivas;

identificar uma normal nesse ponto;

girar o objeto a fim de trazer a normal desse ponto paralela ao eixo geométrico ótico;

transladar a superfície por Shifty, a fim de trazer esse ponto no centro do campo de visão; e atualizar a posição do eixo geométrico do motor para Ry-atualizar = Ry + Shifty.
23. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dito mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para produzir uma nova área de superfície no dito campo de visão compreende ter uma sobreposição entre áreas sucessivas que é menor do que 50%.
24. Sistema, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o dito mover compreende:

Petição 870190021033, de 28/02/2019, pág. 11/16 identificar uma normal de um ponto mais distante de uma topografia de um trecho atual em um limite do campo de visão;

determinar um ângulo BETA entre a normal e o eixo geométrico ótico;

girar o objeto por (1 + ALFA)*BETA, onde ALFA é um parâmetro positivo que é uma função decrescente da sobreposição que se aproxima de zero quando a sobreposição se aproxima de 50%;

transladar o objeto por Shifty, a fim de trazer o ponto além de um centro do campo de visão de acordo com a sobreposição; e atualizar a posição do eixo geométrico do motor para Ry-atualizar = Ry + Shifty.
25. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dito mover pelo menos um do dito objeto e um sensor para produzir uma nova área de superfície no dito campo de visão compreende ter uma sobreposição entre áreas sucessivas que é de 50%.
26. Sistema, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o dito mover compreende:

identificar uma normal de um ponto mais distante de uma topografia de um trecho atual em um limite do campo de visão;

girar o objeto a fim de trazer a normal do ponto mais distante paralela ao eixo geométrico ótico;

transladar a superfície a fim de trazer o ponto mais distante em um centro do campo de visão; e atualizar a posição do eixo geométrico do motor para Ry-atualizar = Ry + Shifty.