ES2377893B1

ES2377893B1 - Sistema de detección óptica de posición 3d con cámara única.

Info

Publication number: ES2377893B1
Application number: ES201000141A
Authority: ES
Inventors: Carlos Jesús Vega Vera
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2012-10-26
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: ES2377893A1

Abstract

Se describe un sistema mediante el que resulte posible detectar la posición 3D de uno o varios objetos posicionados en el interior de un volumen de control correspondiente a una zona espacial predeterminada, con la utilización de una única cámara de visualización. El sistema incluye dicha cámara sustentada por una plataforma de soporte que incorpora además al menos un medio reflector mediante el que se refleja a hacia la cámara la luz emitida por elementos emisores de luz asociados a uno o más puntos de un objeto situado en dicho volumen de control y cuya posición se desea detectar, estando este volumen de control determinado por la intersección entre la zona espacial de visión normal de la cámara y la zona espacial susceptible de ser reflejada por al menos un elemento reflector. El sistema incluye además un medio de control del tipo de un ordenador o similar y es particularmente aplicable para el cálculo de la posición, orientación distancia y velocidad de uno o varios objetos a partir de la luz emitida desde uno o más emisores asociados a otros tantos puntos de dicho objeto.

Description

Sistema de detección óptica de posición 3D con cámara única.

Objeto de la invención

La presente invención se reﬁere a un sistema de detección óptica de posición 3D con cámara única, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos ﬁnes en el estado actual de la técnica.

Más en particular, la invención propone el desarrollo de un sistema simpliﬁcado para la determinación de la posición 3D con la ayuda de una cámara única, en el que dicha cámara está posicionada de manera que cubre un determinado volumen espacial en el que se encuentran situados uno o más emisores de luz en correspondencia con el punto

o puntos cuya posición 3D se desea determinar, recibiendo la luz procedente de dichos emisores a través de uno o más elementos reﬂectores mediante los que se deﬁne un segundo volumen delimitado por ángulos máximo y mínimo de reﬂexión, y cuya intersección con el volumen de visión espacial de la cámara determina el volumen útil en el que se puede detectar la posición 3D de los objetos buscados. La luz recibida desde los emisores tanto de manera directa como de manera reﬂejada, es analizada por el hardware (un ordenador o un circuito con procesador programable equivalente) incorporado en el sistema, estando dicho hardware capacitado para ejecutar un software especíﬁco mediante el que se provoca el encendido y apagado de los emisores de luz en base a una secuencia especíﬁca predeterminada.

El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro de los sectores de la técnica dedicados a realizar análisis ópticos por ordenador, desarrollo de interfaces informáticos, y operaciones de metrotecnia y cinemática.

Antecedentes y Sumario de la invención

Los expertos en la materia son conocedores de que, en la actualidad, la detección óptica de la posición 3D de un punto, necesita la utilización de, como mínimo, dos cámaras de visualización, debido a que a partir del análisis de la imagen recogida por cada una de las cámaras se puede obtener una recta dentro de la cual estarla situado el punto estudiado. Calculando el punto de intersección de las dos rectas obtenidas, una por cámara, se obtiene la posición 3D del punto estudiado. Se comprenderá que, cuanto mayor sea el número de cámaras utilizadas, mayor es la capacidad de compensación de las imprecisiones y errores que pueden aparecer en el proceso de cálculo de la posición del punto.

Lo anterior supone que se deban analizar como mínimo dos imágenes, algo que es problemático si se desea calcular la posición del punto en tiempo real, ya que supone una mayor cantidad de datos a procesar (los píxeles de las imágenes) y requiere unos equipos de mayor capacidad de cálculo. Si se desea obtener la posición 3D del punto con una tasa de actualización de, por ejemplo, 30 veces por segundo, lo adecuado es minimizar los datos a procesar para que un equipo ordinario permita obtener la tasa de actualización buscada.

Teniendo en cuenta la exposición realizada en lo que antecede, se entiende que existe en el estado actual de la técnica una necesidad de un sistema mediante el que se simpliﬁquen las operaciones de determinación posicional 3D de un punto en el espacio, y se agilice dicha detección posicional, de manera precisa y con la intervención del mínimo número de recursos posible. Este ha sido el objetivo que se ha propuesto desarrollar la presente invención, el cual ha sido plenamente alcanzado con el sistema que se va a describir en lo que sigue, y cuyas características principales aparecen recogidas en la porción caracterizadora de la reivindicación 1 anexa.

El sistema de la presente invención que va a ser descrito en lo que sigue, solamente necesita analizar la imagen recogida por una única cámara, por lo que los datos totales a procesar son menores, pero sin que ello suponga una pérdida de información esencial. A tal efecto, el sistema comprende cuatro elementos esenciales:

1.: Emisores de luz situados en los puntos a detectar;

2.: Una cámara que recoge las imágenes a analizar y que se encarga de captar la luz de los emisores;

3.: Una estructura con uno o varios elementos reﬂectores, y

4.: Hardware de control, tal como un ordenador o un circuito electrónico con procesador programable equivalente, conectado de manera alámbrica o inalámbrica a los emisores de luz y a la cámara, que ejecutará un software especíﬁco que permite encender, de manera ordenada, los emisores de luz, y que permite analizar, un número predeterminado de veces por segundo, la imagen recogida por la cámara.

El proceso de detección de la posición 3D de un punto consta de los siguientes pasos, que se repetirán las veces por segundo que hayan sido previamente establecidas:

1. El hardware da la orden para que uno de los emisores de luz situados en el (los) objeto(s), se encienda;

2.: La cámara, que se encuentra situada en la estructura con elemento reﬂector, recoge en su imagen tanto la luz directa del emisor de luz encendido como su reﬂejo sobre el Elemento Reﬂector. Los rayos de luz reﬂejados presentan ángulos de entrada y de salida sobre el elemento reﬂector de la misma amplitud;

3.: La imagen se envía al hardware, donde un software especíﬁco la analiza y calcula la posición 3D del emisor de luz;

4.: El hardware enciende a continuación el siguiente emisor de luz, repitiéndose los puntos 2 y 3, y calculando la posición 3D de este segundo emisor. Así, encendiendo de manera ordenada y consecutiva varios emisores de luz, es posible obtener la posición de varios puntos en cada una de las ejecuciones realizadas por segundo;

5.: Conocida la posición de varios puntos, es posible efectuar la deﬁnición de vectores asociados a la posición 3D de dichos puntos;

6.: El hardware ejecuta los pasos anteriores las veces por segundo establecidas.

De acuerdo con la invención, los emisores de luz se encienden automáticamente en el orden que el usuario deﬁna previamente en el software, con el objetivo de calcular la posición 3D de varios puntos, o podrán encenderse individualmente, si el usuario así lo decide, para calcular la posición 3D de un único punto.

La cámara está situada de manera que visualiza un volumen del espacio de manera directa y otro volumen de manera indirecta mediante su reﬂejo en el elemento reﬂector. La intersección de los dos volúmenes anteriores será el volumen útil, dentro del cual es posible la obtención de la posición 3D de cada emisor de luz, y que se denominará “volumen de control” a efectos de la descripción, quedando limitado por la superﬁcie límite de detección.

La geometría de dicho volumen viene deﬁnida por:

1.: Las dimensiones, altura, e inclinación a la que se sitúe el elemento reﬂector, y la posición relativa de la cámara con respecto al mismo, ya que todas las variables anteriores suponen una variación en el volumen que la cámara ve reﬂejado en el elemento reﬂector;

2.: Los ángulos de visión de la cámara (planos α y β que van a ser deﬁnidos en relación con las Figuras).

Los parámetros anteriores se ajustan de manera que el volumen de control coincida con la región del espacio en la que se desea conocer la posición 3D de los emisores de luz.

Fuera de este volumen de control, la luz directa del emisor de luz o su reﬂejo en el elemento reﬂector, quedan fuera del ángulo de visión de la cámara y no es posible la obtención de la posición 3D del punto, aunque no obstante, esta situación podría ser solucionada situando varios sistemas de detección óptica de posición 3D de cámara única, o bien varios elementos reﬂectores que no dejen ningún volumen de la estancia sin controlar.

Los emisores de luz utilizados en el sistema emiten en una longitud de onda e intensidad que destacan respecto a las mismas magnitudes de la luz del entorno, para que puedan ser diferenciados de éstas en el momento del análisis. La cámara escogida, obviamente, deberá ser sensible a longitud de onda e intensidad de los emisores de luz utilizados en el sistema.

Debido al uso de una única cámara, en cada instante sólo se analizará la imagen recogida por la misma, lo que supone una importante diferencia respecto a sistemas existentes que utilizan múltiples cámaras, en los que se requiere el análisis de múltiples imágenes, lo que conlleva la necesidad de un mayor tiempo de análisis si se mantiene constante la capacidad de proceso del sistema, o bien un incremento de dicha capacidad si se desea mantener el mismo tiempo de análisis que en el caso de una única cámara.

La utilización de los elementos reﬂectores de acuerdo con el sistema de la presente invención, permite que las imágenes recogidas por la cámara ofrezcan una información visual de mayor utilidad para el cálculo de distancias relativas a la cámara y, a partir de estas distancias, obtener posiciones absolutas de los puntos estudiados.

Para el cálculo matemático de la posición 3D se aplican conceptos generales de geometría y de óptica (reﬂexión), a efectos de determinación de una fórmula que permita conocer la distancia a la que se encuentra un punto respecto a la cámara a partir de la disposición geométrica de los elementos reﬂectores y de una imagen en la que se recoja tanto la luz directa del punto estudiado como la reﬂejada por los elementos reﬂectores del sistema.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características y ventajas de la invención se pondrán más claramente de maniﬁesto a partir de la descripción detallada que sigue de un ejemplo de realización preferida de la misma, dado únicamente a título ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 ilustra una representación esquemática del montaje del sistema de la invención;

La Figura 2 muestra la coordenada esférica α a la que se encuentra el emisor de luz y las coordenadas máximas αm´ax recogidas por la cámara;

La Figura 3 ilustra la coordenada esférica β a la que se encuentra el emisor de luz y las coordenadas máximas βm´ax recogidas por la cámara;

Las Figuras 4.1 y 4.2 ilustran las coordenadas esféricas β’ del reﬂejo del emisor de luz y las coordenadas máximas β’m´ax y mínima β’mín de los reﬂejos recogidos por la cámara, y

Las Figuras 5.1 a 5.4 son representaciones de las coordenadas máximas βm´ax recogidas por la cámara, del volumen en alzado que la cámara ve reﬂejado por el reﬂector, del volumen en alzado en el que es posible conocer la posición 3D del emisor de luz (intersección de los volúmenes anteriores), y del alzado de los límites que deﬁnen el volumen en el que es posible conocer la posición 3D del emisor de luz.

Descripción de una forma de realización preferida

Tal y como se ha mencionado en lo que antecede, la descripción detallada del sistema de detección óptica de posición 3D de cámara única propuesto por la presente invención, va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizan las mismas referencias numéricas para designar los elementos iguales o equivalentes. Así, atendiendo en primer lugar a la representación de la Figura 1, se puede apreciar una vista esquemática en la que se deﬁne la utilización de los elementos físicos que intervienen en la forma preferida de realización práctica del sistema, y que según se aprecia, consisten esencialmente en una cámara 1 de captación de luz según se ha dicho, sujeta a una plataforma o plancha 2 de sustentación, de posicionamiento horizontal, la cual está soportada por medio de un trípode 3 a una altura predeterminada. En la forma de realización más simple del sistema, la plancha 2 incluye un elemento 4 reﬂector de la luz, que con preferencia consiste en un espejo plano o similar dispuesto sobre la plancha en una posición enfrentada a la cámara 1 y a una distancia predeterminada de esta última, aunque en función de la aplicación se podrá utilizar un número variable de reﬂectores 4. Con este montaje, la cámara 1 está capacitada para recibir la luz emitida por los medios emisores de luz (no visibles en la Figura), que lleguen a la misma tanto de forma directa como de forma reﬂejada, dentro de los límites establecidos por los ángulos de visión de la cámara 1. Estos ángulos de visión pueden ser apreciados mediante las representaciones de las Figuras 2 y 3, en las que se deﬁnen las amplitudes de los mismos, tanto en el plano horizontal como en el plano vertical. Estas amplitudes hacen referencia a un ángulo (αm´ax en el plano horizontal, indicativo de la máxima amplitud angular visible por la cámara 1 en este plano, y a un ángulo βm´ax en el plano vertical deﬁnido del mismo modo. Así, un emisor de luz situado dentro del campo de visión de la cámara 1 en una posición espacial correspondiente con la dirección vectorial deﬁnida por la línea “L”, tendrá una proyección sobre el plano horizontal determinante de un ángulo α con respecto a la línea media (bisectriz) del ángulo αm´ax de máxima amplitud (Figura 2) y una proyección sobre el plano vertical que pasa por la línea “L” correspondiente con un ángulo β (Figura 3).

Tal y como se ha mencionado anteriormente, la cámara 1 está capacitada para recibir tanto luz directa procedente del emisor que en cada momento esté encendido, como luz reﬂejada a través del elemento reﬂector 4. En consecuencia, de acuerdo con los límites dimensionales de este medio reﬂector, existirá un ángulo de reﬂexión máxima y un ángulo de reﬂexión mínima, deﬁnidos ambos mediante la referencia β’ en el plano vertical, y correspondientemente en el plano horizontal (se tomará en lo que sigue a título explicativo el plano vertical). Así, la representación que se muestra en la Figura 4.1, ilustra un haz luminoso L’ procedente de un emisor de luz (no visible en la Figura), que el incidir con un ángulo β’ en una posición cualquiera sobre el medio 4 reﬂector, es reﬂejado hacia la cámara 1 con un ángulo de reﬂexión de igual amplitud que el de incidencia del haz. Por su parte, la Figura 4.2 ilustra los conceptos de ángulo máximo reﬂejado y ángulo mínimo reﬂejado que se han mencionado en lo que antecede, y que según se aprecia, corresponden con las posiciones extremas de incidencia de rayos luminosos de acuerdo con las dimensiones del medio 4 de reﬂexión de luz hacia la cámara 1, mediante las que se ocasionan las reﬂexiones correspondientes a ambos ángulos reﬂejados de mayor y menor amplitud, β’m´ax y β’mín respectivamente.

De acuerdo con lo anterior, la capacidad de visión global de la cámara 1 deﬁne un volumen espacial V1 (Figura 5.1) que es de unas dimensiones considerablemente mayores que el volumen V2 espacial operativo (Figura 5.2) deﬁnido por el medio 4 de reﬂexión. En el primero, la cámara 1 puede “ver” la luz emitida desde cualquier posición espacial, pero los rayos reﬂejados solamente podrán ser recibidos por la cámara 1 dentro del volumen espacial V2. Esto signiﬁca que la recepción simultánea de rayos luminosos directos y reﬂejados solamente es posible en el volumen espacial coincidente con la intersección de ambos volúmenes (Figura 5.3), es decir la franja mencionada anteriormente como “volumen de control”, y que aparece señalada en la Figura 5.4 como Vc. Ésta es, por lo tanto, la zona espacial operativa hacia la que estará dirigida la cámara 1, con el ﬁn de visualizar este espacio de forma directa, y además recibir los rayos reﬂejados de los emisores de luz que se sitúen en dicho espacio.

Con preferencia, los medios emisores de luz utilizados por el sistema de la presente invención consisten en diodos LEDs de infrarrojos, conectados al dispositivo de control (ordenador o similar), y que serán encendidos consecutivamente de acuerdo con la secuencia que determine el software y el circuito electrónico especíﬁco.

Por otra parte, la invención ha previsto que el software especíﬁco sea ejecutado en dicho ordenador, para encender de forma controlada los distintos emisores de luz, grabar las imágenes recogidas por la cámara, analizar dichas imágenes y calcular la posición 3D del emisor de luz encendido en cada momento, mostrándola en pantalla.

Aplicación industrial

El sistema de detección óptica de posición 3D que se acaba de describir en lo que antecede, es susceptible de aplicación industrial en múltiples sectores de la técnica, algunas de cuyas aplicaciones se mencionan a continuación a título de ejemplo:

-: Cálculo de posiciones y orientación de objetos a partir de la obtención de la posición 3D de varios puntos de los mismos;

-: Cálculo de distancias entre distintos puntos a partir de la posición 3D calculada de los mismos;

-: Cálculo de velocidades y aceleraciones de puntos concretos de objetos: Calculando la posición 3D de un punto a lo largo del tiempo se puede obtener la velocidad y la aceleración de dicho punto a lo largo del tiempo;

Las aplicaciones anteriores se pueden concretar en los siguientes puntos:

-: Interfaz informática: Aplicando este sistema para la detección de las manos, cabeza, piernas, ... etc. del usuario;

-: Captura de movimiento: El sistema permite conocer las posiciones de los emisores de luz colocados en la persona objeto de la captura de movimiento mediante el uso de una única cámara, o

-: Uso de sistemas de detección óptica de posición 3D de cámara única en vez de radares para el cálculo de posiciones y velocidades.

En todas las aplicaciones anteriores la utilización de una única cámara supone una mejora de rendimiento del sistema de la invención respecto a los sistemas convencionales que utilizan varias cámaras, ya que como quedó apuntado al comienzo de la descripción, el volumen de datos a procesar es menor, pero sin que ello suponga una pérdida de información esencial.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de la presente descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma se derivan, así como llevar a cabo la realización práctica de su objeto.

No obstante lo anterior, y puesto que la descripción realizada corresponde únicamente con un ejemplo de realización preferida, se comprenderá que dentro de su esencialidad podrán introducir múltiples modiﬁcaciones y variaciones de detalle, asimismo comprendidas dentro del alcance de la invención, siempre que tales modiﬁcaciones no alteren la invención según ha sido descrita y según se deﬁne en las reivindicaciones que siguen.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Sistema de detección óptica de posición 3D de cámara única, en particular un sistema que permite calcular a objetos la posición, orientación distancia y velocidad de múltiples puntos asociados que están dentro de una zona espacial correspondiente con un volumen de control, con la utilización de una única cámara de visualización, estando el sistema caracterizado porque comprende una estructura compuesta por una cámara (1), una plataforma de soporte de dicha cámara (1) constituida por una plancha (2) o similar sustentada por medio de un trípode o similar, o bien colgada de una estructura, y al menos un medio reﬂector (4) dispuesto sobre la mencionada plataforma (2) en una posición enfrentada a la cámara (1) y a una distancia predeterminada de esta última, y en el que los múltiples puntos asociados a los objetos cuya posición se desea determinar consisten esencialmente en dispositivos emisores de luz.
2.

Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye adicionalmente un dispositivo de control, tal como un ordenador u otro circuito con procesador programable equivalente, que soporta un software especíﬁco que permite secuenciar el encendido de los diversos elementos emisores de luz asociados al objeto, u objetos, cuya posición 3D se desea detectar, estando dicho dispositivo de control conectado a los emisores de luzyala cámara (1) de visualización de manera alámbrica o inalámbrica.
3.

Sistema según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la zona espacial correspondiente al volumen de control corresponde con la intersección entre el volumen espacial de visión de la cámara (1) y el volumen espacial en el que la luz emitida por los distintos emisores puede ser reﬂejada por el mencionado elemento (4) reﬂector.
4.

Sistema según las reivindicaciones1a3, caracterizado porque los mencionados medios emisores de luz consisten principalmente en diodos LEDs que emiten a una longitud de onda y con una intensidad que destacan considerablemente respecto a las de la luz del entorno, como pueden ser los infrarrojos.
5.

Sistema según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el (los) medio(s) reﬂector(es) (4) consiste preferentemente en espejo o similar.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201000141

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 08.02.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : G01B11/00 (2006.01) G01B11/03 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

A A A A

US 2007247615 A1 ( BRIDGES ROBERT E) 25.10.2007 US 6775606 B1 (ERTL LUDWIG et al.) 10.08.2004 EP 1340470 A1 (BRAINLAB AG) 03.09.2003 DE 19514692 A1 (SICON SPECTROSCOPIC INSTR GMBH) 24.10.1996 1 1 1 1

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 21.03.2012

Examinador M. C. González Vasserot Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201000141

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G01B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201000141

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 21.03.2012

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201000141

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

US 2007247615 A1 ( BRIDGES ROBERT E) 25.10.2007

D02

US 6775606 B1 (ERTL LUDWIG et al.) 10.08.2004

D03

EP 1340470 A1 (BRAINLAB AG) 03.09.2003

D04

DE 19514692 A1 (SICON SPECTROSCOPIC INSTR GMBH) 24.10.1996
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

Los documentos citados solo muestran el estado general de la técnica, y no se consideran de particular relevancia. Así, la invención reivindicada se considera que cumple los requisitos de novedad, actividad inventiva y aplicación industrial. 1.-El objeto de la presente solicitud de patente consiste en un sistema simplificado para la determinación de la posición 3D con la ayuda de una cámara única, en el que dicha cámara está posicionada de manera que cubre un determinado volumen espacial en el que se encuentran situados uno o más emisores de luz en correspondencia con el punto o puntos cuya posición 3D se desea determinar, recibiendo la luz procedente de dichos emisores a través de uno o más elementos reflectores mediante los que se define un segundo volumen delimitado por ángulos máximo y mínimo de reflexión, y cuya intersección con el volumen de visión espacial de la cámara determina el volumen útil en el que se puede detectar la posición 3D de los objetos buscados. La luz recibida desde los emisores tanto de manera directa como de manera reflejada, es analizada por el hardware (un ordenador o un circuito con procesador programable equivalente) incorporado en el sistema, estando dicho hardware capacitado para ejecutar un software especifico mediante el que se provoca el encendido y apagado de los emisores de luz en base a una secuencia especifica predeterminada. Se busca que se simplifiquen las operaciones de determinación posicional 3D de un punto en el espacio, y se agilice dicha detección posicional, de manera precisa y con la intervención del mínimo número de recursos posible. Se utiliza un sistema mediante el que resulte posible detectar la posición 3D de uno o varios objetos posicionados en el interior de un volumen de control correspondiente a una zona espacial predeterminada, con la utilización de una única cámara de visualización. El sistema incluye dicha cámara sustentada por una plataforma de soporte que incorpora además al menos un medio reflector mediante el que se refleja hacia la cámara la luz emitida por elementos emisores de luz asociados a uno o más puntos de un objeto situado en dicho volumen de control y cuya posición se desea detectar, estando este volumen de control determinado por la intersección entre la zona espacial de visión normal de la cámara y la zona espacial susceptible de ser reflejada por al menos un elemento reflector. El sistema incluye además un medio de control del tipo de un ordenador o similar y es particularmente aplicable para el cálculo de la posición, orientación distancia y velocidad de uno o varios objetos a partir de la luz emitida desde uno o más emisores asociados a otros tantos puntos de dicho objeto. 2.-El problema planteado por el solicitante es que normalmente la detección óptica de la posición 3D de un punto, necesita la utilización de, como mínimo, dos cámaras de visualización, debido a que a partir del análisis de la imagen recogida por cada una de las cámaras se puede obtener una recta dentro de la cual estaría situado el punto estudiado. Calculando el punto de intersección de las dos rectas obtenidas, una por cámara, se obtiene la posición 3D de1 punto estudiado. Cuanto mayor sea el número de cámaras utilizadas, mayor es la capacidad de compensación de las imprecisiones y errores que pueden aparecer en el proceso de cálculo de la posición del punto. Lo anterior supone que se deban analizar como mínimo dos imágenes, algo que es problemático si se desea calcular la posición del punto en tiempo real, ya que supone una mayor cantidad de datos a procesar (los pixeles de las imágenes) y requiere unos equipos de mayor capacidad do cálculo. En la solicitud se emplea una única cámara que está situada de manera que visualiza un volumen del espacio de manera directa y otro volumen de manera indirecta mediante su reflejo en el elemento reflector. La intersección de los dos volúmenes anteriores será el volumen útil, dentro del cual es posible la obtención de la posición 3D de cada emisor de luz. El empleo de una única cámara, en cada instante sólo se analizará la imagen recogida por la misma, lo que supone una importante diferencia respecto a sistemas existentes que utilizan múltiples cámaras, en los que se requiere el análisis de múltiples imágenes, lo que conlleva la necesidad de un mayor tiempo de análisis si se mantiene constante la capacidad de proceso del sistema, o bien un incremento de dicha capacidad si se desea mantener el mismo tiempo de análisis que en el caso de una única cámara. El documento D1 puede considerarse como el representante del estado de la técnica más cercano ya que en este documento confluyen la mayoría de las características técnicas reivindicadas.

Análisis de las reivindicación independiente 1

D1 se diferencia del documento de solicitud de patente en que los múltiples puntos asociados a los objetos cuya posición se desea determinar no consisten esencialmente en dispositivos emisores de luz. La reivindicación 1 es por tanto nueva (Art.
6.1 LP 11/1986) y tiene actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986).

Análisis del resto de los documentos

De este modo, ni el documento D1, ni ninguno del resto de los documentos citados en el Informe del Estado de la Técnica, tomados solos o en combinación, revelan la invención en estudio tal y como es definida en las reivindicaciones independientes, de modo que los documentos citados solo muestran el estado general de la técnica, y no se consideran de particular relevancia. Además, en los documentos citados no hay sugerencias que dirijan al experto en la materia a una combinación que pudiera hacer evidente la invención definida por estas reivindicaciones y no se considera obvio para una persona experta en la materia aplicar las características incluidas en los documentos citados y llegar a la invención como se revela en la misma.

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4