MX2010012506A - Adquisicion de topografias de objetos que tienen geometrias arbitrarias. - Google Patents

Abstract

Se describe un método para colocar un objeto en un sistema del sensor óptico para adquirir una superficie del mismo, teniendo el sistema del sensor un conjunto de motores para girar el objeto alrededor de un eje del motor perpendicular a un eje óptico del sistema del sensor y para trasladar el objeto en las direcciones X, Y y Z, comprendiendo el método: (a) adquirir un mapa adicional de un área en un campo de visión del sistema del sensor; (b) calcular la normal representativa de una topografía de un mapa adicional del área; (c) determinar un ángulo de diferencia entre la normal y el eje óptico del sistema del sensor; (d) comparar la diferencia del ángulo de umbral para determinar si la superficie del área es perpendicular al eje del sensor; (e) si la diferencia del ángulo es mayor que un ángulo del umbral, girar el objeto para obtener un nuevo ángulo de diferencia menor que el ángulo del umbral; y (f) trasladar el objeto para recolocar el área en el campo de visión después de que la rotación ha desplazado el área.

Description

ADQUISICIÓN DE TOPOGRAFÍAS DE OBJETOS QUE TIENEN GEOMETRÍAS ARBITRARIAS Referencia Cruzada con Solicitudes Relacionadas La presente solicitud reclama la prioridad de acuerdo con el título 35 sección 119(e) del Código de los Estados Unidos de América sobre la Solicitud de Patente Provisional portadora del número de serie 61/053,874, presentada en Mayo 16, 2008, cuyos contenidos están incorporados a la presente descripción como referencia.

Campo de la Invención La presente invención se refiere al campo del análisis y comparación de objetos que tienen marcas de herramientas sobre las mismas, y particularmente el análisis de objetos que son deformados y/o de forma no convencional.

Antecedentes de la Invención En el campo de la ciencia forense, las investigaciones de los crímenes que comprenden armas de fuego utilizan las pruebas de comparación balística para determinar si una bala o el casquillo de un cartucho utilizado encontrados en la escena del crimen han sido disparados por el arma de fuego en cuestión. Las pruebas de comparación balística dependen de las estrías y/o impresiones que son creadas en la superficie de una pieza de evidencia cuando es disparada un arma de fuego. Estas estrías y/o impresiones tienen suficientes características únicas para representar una firma del arma de fuego. Por lo tanto, la comparación de las estrías o características impresas en dos armas de dos cartuchos diferentes, es posible concluir si han sido disparadas por la misma arma de fuego. De un modo similar, la comparación de las estrías y/o impresiones en dos objetos que muestran marcas de herramientas que son el resultado del corte, la curiosidad, martillado o cualquier otra acción realizada con una herramienta, es posible concluir que la acción anteriormente mencionada fue realizada con la misma herramienta.

La mayor parte de los sistemas de comparación balística automática y/o marcas de herramientas adquieren imágenes de luminancia de 2D L(X, Y). Otros sistemas adquieren también imágenes de topografía 3D, que quiere decir, que un mapa adicional Z(X, Y) de un área de una pieza balística de evidencia, en donde Z es la altura local de la superficie en la posición (X, Y) en relación con el sensor utilizado. En la mayor parte de los casos, el área de la pieza balística de evidencia o la pieza de marca de herramienta de evidencia necesarias para propósitos de análisis es mayor que el campo de visión del sensor utilizado para medir las características de la superficie anteriormente mencionada. Debido a que el área es más grande que el campo de visión del sensor, se adquieren varias imágenes 3D y 2D sucesivamente y el movimiento es aplicado a la superficie que va a ser medida entre cada adquisición de imagen. Entonces las imágenes 3D son fusionadas en una imagen única más grande (de un modo similar para las imágenes de 2D).

Cuando se adquieren dichas imágenes individuales 3D y 2D de un objeto que muestra los patrones de marca de herramienta, la superficie dentro del campo de visión debe de ser perpendicular al eje óptico del sensor como sea posible. La información importante para el análisis de la superficie es la forma, longitud y profundidad de la marca. Si la superficie no es localmente perpendicular al eje óptico, o puede ocurrir una oclusión, y el fondo de la marca, el cual es utilizado para definir la profundidad, no puede ser retratado de una manera correcta. Además, debido a que muchas de las superficies sobre las cuales las marcas de herramientas son transferidas eficientemente son de naturaleza metálica, y considerando que el reflejo de la luz de la superficie metálica tiene una contribución fuerte para especular, la mayor parte de la luz que se volvió a reflejar al sensor proviene de regiones cercanamente perpendiculares al eje óptico. Por esa razón, varias tecnologías de sensores 3D, incluyendo los confocales, tienen un tiempo difícil buscando la topografía 3D de las superficies metálicas las cuales son razonablemente perpendiculares al eje óptico.

Cuando se adquiere la topografía 3D de un objeto con una sección transversal perfectamente cilindrica, tal como una bala prístina disparada, es suficiente girar el objeto durante la adquisición de datos si la bala se encuentra instalada con su eje de simetría perfectamente alineado a lo largo del eje de rotación del sistema de motor y el área de inicio que va a ser adquirida es ajustada perpendicular al eje óptico del sensor. La rotación simple de la bala entonces asegurará que la superficie dentro del campo de visión del sensor siempre es perpendicular al eje del sensor. En el caso de una superficie plana, no es necesaria la rotación. La superficie plana es instalada con su área de partida perpendicular al eje del sensor. Los movimientos de traslación entonces son suficientes para asegurar que todas las otras áreas adquiridas también permanecen perpendiculares al eje.

La situación es significativamente diferente para las balas deformadas o superficies arbitrarias que muestran marcas de herramientas, que pueden mostrar una variedad grande de formas: elípticas, planas, cóncavas localmente, entre otras. Las técnicas conocidas en el arte anterior no pueden ser aplicadas a estas formas arbitrarias ya que no asegurarán la captura correcta de la microtopografía local.

Breve Descripción de la Invención De acuerdo con un aspecto amplio de la presente invención, se proporciona un método para colocar un objeto en un sistema del sensor óptico para adquirir la superficie del mismo, teniendo el sistema del sensor un conjunto de motores para girar el objeto alrededor de un eje del motor perpendicular a un eje óptico del sistema del sensor y para trasladar el objeto en las direcciones X, Y y Z, comprendiendo el método: (a) adquirir un mapa adicional de un área de un campo de visión del sis'tema del sensor; (b) calcular un representativo normal de una topografía del mapa adicional del área; (c) determinar una diferencia del ángulo entre la normal y el eje óptico del sistema del sensor; (d) comparar la diferencia del ángulo con un ángulo del umbral para determinar si la superficie del área es perpendicular al eje del sensor; (e) si la diferencia del ángulo es mayor que el eje del umbral, girar el objeto para obtener un nuevo ángulo de diferencia menor que el ángulo del umbral; y (f) trasladar el objeto para volver a colocar el área en el campo de visión después de que el giro ha desplazado el área.

De acuerdo con otro aspecto amplio de la presente invención, se proporciona un sistema de colocación de un objeto para utilizarse con un sistema del sensor óptico para adquirir una superficie del objeto, teniendo el sistema del sensor un conjunto de motores para girar el objeto alrededor de un eje del motor perpendicular a un eje óptico del sistema del sensor y para trasladar el objeto en las direcciones X, Y y Z, comprendiendo el sistema: un procesador en un sistema de cómputo; una memoria a la que se puede acceder por medio del procesador; y una aplicación conectada al procesador, configurada la aplicación para: (a) adquirir un mapa adicional de un área de un campo de visión del sistema del sensor; (b) calcular la representativa normal de una topografía del mapa adicional del área; (c) determinar una diferencia del ángulo entre la normal y el eje óptico del sistema del sensor; (d) comparar la diferencia del ángulo con un ángulo de umbral para determinar si la superficie del área es perpendicular al eje del sensor; (e) si la diferencia del ángulo es mayor que un ángulo del umbral, girar el objeto para obtener un nuevo ángulo de diferencia menor que el ángulo del umbral; y (f) trasladar el objeto para volver a colocar el área en el campo de visión después de que la rotación ha desplazado el área.

Deberá quedar entendido que aunque la presente descripción utiliza balas y cartuchos para ilustrar la invención, el concepto aquí descrito puede ser extendido a cualesquiera objetos que no son ni redondos, o cilindricos o planos y que se necesitan volver a colocar utilizando la rotación y/o la traslación con el objeto de obtener una superficie que es substancialmente perpendicular a un eje óptico de un sistema del sensor. Además, la expresión "sensor óptico" debe ser entendida como que significa cualquier sensor que utiliza los rayos electro-magnéticos reflejados fuera o emitidos desde la superficie de una fuente de información para adquirir una imagen. Además, aunque la presente descripción se refiere a un eje de rotación del motor aproximadamente paralelo al eje de simetría de la bala (para el casquillo no deformado) y perpendicular a la dirección vertical, los conceptos aquí descritos se pueden extender a un segundo eje motorizado perpendicular a ambos el eje anterior y la dirección vertical.

Breve Descripción de los Dibujos Se podrán apreciar las características y ventajas adicionales de la presente invención a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en combinación con los dibujos adjuntos, en los cuales: La figura 1 ilustra un sistema del sensor utilizado para adquirir superficies de objetos de geometrías arbitrarias, de acuerdo con una modalidad; La figura 2A es una gráfica que muestra una topografía con un perfil determinado con un punto central P y una posición del eje determinada que ha sido girada alrededor del eje del motor, resultando de esta manera en el perfil con un punto del centro P', de acuerdo con una modalidad; La figura 2B es una gráfica que muestra la topografía girada de la figura 2A con el vector de traslación d necesario para traer de regreso el área de la topografía a su posición inicial, de acuerdo con una modalidad; La figura 3A es una gráfica que muestra una topografía con un primer perfil y una primera posición del eje y un perfil final con N' normal obtenido después que se ha realizado la rotación T? alrededor del primer eje de rotación, de acuerdo con una modalidad; La figura 3B es una gráfica que muestra el mismo perfil que la figura 3A pero con una posición diferente del eje del motor, y una comparación entre los perfiles finales obtenidos después de que la misma rotación T? ha sido aplicada, de acuerdo con una modalidad; La figura 4 es una gráfica de flujo de un método para la colocación de un objeto en un sistema del sensor óptico para adquirir una superficie del mismo, de acuerdo con una modalidad; La figura 5 es una gráfica de flujo para un método utilizado para mover una superficie a la siguiente área que va a ser adquirida de acuerdo con un valor de traslape previamente determinado entre las áreas adquiridas sucesivas, de acuerdo con una modalidad; La figura 6 es una gráfica de flujo que ilustra un método utilizado para ajusfar la posición inicial de una porción de la superficie en el campo de visión del sensor, de acuerdo con una modalidad; La figura 7 es una gráfica de flujo que ilustra un método utilizado para encontrar la posición del eje de rotación del motor con respecto a un punto de referencia en un sistema de coordenadas de referencia, de acuerdo con una modalidad; La figura 8 es una gráfica de flujo que ilustra un método utilizado para calcular la normal de una posición de una superficie, de acuerdo con una modalidad; La figura 9 es una gráfica que ilustra dos perfiles adquiridos sucesivamente de una superficie de un objeto, de acuerdo con una modalidad; y Las figuras 10A, 10B y 10C son gráficas que muestran el perfil "1" y el mismo perfil, ahora indicado "2", después de que se han aplicado la rotación y la traslación. La traslación es consistente con un traslape fijo previamente determinado entre ambos perfiles (el área común se muestra en negritas) y la rotación asegura que la normal del punto del centro del perfil "2" es a lo largo del eje óptico. Se describieron tres escenarios, de acuerdo con si el traslape es menor, igual o mayor que el 50%. beberá observarse que en todos los dibujos adjuntos, las características similares son identificadas con números de referencia similares.

Descripción Detallada de la Invención La figura 1 ilustra un aparato 100 que va a ser utilizado para adquirir imágenes de piezas de evidencia balística 102. La superficie que va a ser medida es instalada en la punta de un eje de rotación del motor (RMA). Una porción de la superficie, denominada un "parche", se encuentra dentro del campo de visión (FOV) del sensor 104. El eje de rotación del motor (RMA) puede ser trasladado a lo largo de la dirección X e Y utilizando un motor de traslación. En la figura, el sensor 104 puede ser movido a lo largo de la dirección vertical (Z) utilizando todavía \ otro motor de traslación. Sin embargo, deberá quedar entendido que los principios y algoritmos básicos también son aplicables para un sensor fijo y un eje de rotación del motor los cuales pueden ser movidos a lo largo de la dirección Z. En algunas modalidades, el objeto puede ser mantenido en una posición fija y el sensor puede ser movido en las direcciones X, Y, y/o Z. El área de superficie debajo de FOV se caracteriza por una N normal la cual es la normal promedio de la superficie. Para una superficie arbitraria, la N normal puede ser significativamente diferente de la dirección del eje óptico (OA). Aunque la presente descripción utiliza el R A, deberá quedar entendido que los principios y algoritmos básicos también son aplicables a los ejes de inclinación de rotación (TMA) mediante un intercambio adecuado de las coordenadas X e Y. La expresión "eje de rotación (MA)" será utilizada para referirnos a cualquiera del RMA o el TMA.

Las figuras 2A y 2B ilustran una topografía 3D determinada Z (X, Y), mostrada de una manera simplificada como un perfil promedio ZPromed¡o (Y) con la N normal, como fue adquirido por el sistema de la figura 1. En el sistema de coordenadas de referencia del sensor, las coordenadas Y de los puntos del perfil cubren el rango entre 0 (el origen) y la longitud del perfil. Si la N normal no es substancialmente paralela al eje óptico (OA), una rotación T? es aplicada a la superficie con el objeto de traer la dirección de la normal a lo largo de OA, como se ¡lustra por '. La rotación T? se hace con respecto al MA. Sin embargo, la rotación aplicada induce un desplazamiento importante del área del parche que va a ser adquirida. El punto del centro del área, el cual fue originalmente en P, es movido a P' como resultado de la rotación. Esta rotación es ilustrada en la figura 2A. En algunos casos, el área puede dejar el campo de visión. Una traslación es entonces realizada en la superficie con el objeto de compensar ese efecto, como se muestra en la figura 2B. El propósito de la traslación es traer de regreso P' a P. El área inicial ahora es dentro del campo de visión (P" = P) con la normal derecha N" = N' a lo largo del eje óptico. Os es la referencia del sensor (es decir, el punto de referencia del sistema de coordenadas de referencia) y P es el punto medio del perfil. VMÁ es el vector de posición del eje del motor de Os. Como se muestra en la figura 2B, el movimiento pretendido es una rotación del perfil alrededor del punto P. Sin embargo, la única rotación física posible es alrededor del eje del motor MA, mostrada en la figura 2A. La traslación S es por lo tanto requerida ya que P y MA no coinciden. El vector S es una función de T? y VMA Las figuras 3A y 3B muestran dos escenarios con el mismo perfil inicial, pero ejes de rotación diferentes. En el ejemplo mostrado en la figura 3A, el perfil final (mostrado en negritas) es el resultado de una rotación alrededor del eje del motor real del sistema, mientras que el perfil punteado del ejemplo de la figura 3B es el resultado de una rotación hecha numéricamente alrededor de un eje diferente ajustado de manera arbitraria al origen del sistema de coordenadas del sensor. El vector T muestra la diferencia del vector entre ambos perfiles finales. Esto ilustra que la posición del perfil después de una rotación es una función del eje de rotación. Podemos entonces concluir que la traslación d que traería de regreso el perfil en el campo de visión también es una función del eje de rotación.

Con el objeto de calcular la traslación utilizada para regresar el perfil al campo de visión del sistema del sensor, el eje de rotación del motor puede ser encontrado con respecto a un punto fijo en el espacio, el cual es seleccionado como el origen del sistema de coordenadas del sensor. Este punto de origen es utilizado como un punto de referencia en el sistema de coordenadas de referencia. Se pueden seleccionar también otros orígenes. Las posiciones X-Y del origen son definidas como las que están asociadas con el píxel de la imagen con las coordenadas (0, 0). La posición Z del origen es conocida de una calibración del sensor. Entonces un procedimiento determina la posición del eje de rotación del motor. Una vez que la posición del eje de rotación del motor es conocida con respecto al primer parche, es actualizada durante el proceso de adquisición de superficie ya que las traslaciones de las balas (y de ahí que, el eje de rotación del motor) está involucrado a lo largo de Y (y posiblemente Z, si el aparato es ajustado con un sensor fijo).

La figura 4 ilustra un método utilizado para colocar un objeto en un sistema del sensor óptico para adquirir una superficie del mismo. En una modalidad, puede ser utilizado para obtener una banda con topografía en forma 3D de una porción de una superficie que muestra las marcas de la herramienta. La imagen final, a la que con frecuencia nos referimos como un mosaico, es el resultado de la función posterior de varias topografías que tienen áreas de traslape parcialmente correspondientes de la superficie, y cada una de estas topografías es medida mientras el área de superficie correspondiente está asentándose perpendicularmente bajo el sensor óptico.

Varios pasos del método de la figura 4 son métodos por ellos mismos que comprenden pasos adicionales y serán completamente descritos. En la práctica, los pasos 400 y 401 pueden ser invertidos. Para cada rotación y/o traslación impuesta a la superficie mientras se va del paso 400 al 401 (o viceversa), la posición del eje de rotación del motor, cuando es conocida, es escalada de manera correspondiente. Por ejemplo, si se selecciona medir la posición del eje de rotación del motor antes de ajustar el área inicial que va a ser adquirida, cada traslación de la superficie que ocurre entre la medición de la posición del eje de rotación del motor y la captura de la topografía inicial del primer parche es actualizada en la posición del eje de rotación del motor medido.

Para iniciar, las posiciones iniciales y finales del motor que delimitan la región de la superficie que va a ser adquirida son ajustadas en el paso 400. Este paso se describe adicionalmente con mayor detalle más adelante. La posición del eje de rotación del motor relativa al origen del eje del sistema del sensor es obtenida en el paso 401, la cual es definida por el píxel (0,0) de los datos adquiridos cubiertos por el campo de visión (FOV) del sensor y la posición Z = 0 encontrada del procedimiento de calibración del sensor. Este paso se describe con mayor detalle más adelante. La posición del eje del motor es actualizada en el paso 402 de modo que las posiciones de rotación del motor son regresadas a aquellas correspondientes al parche de adquisición inicial. Conociendo las traslaciones Y y Z, el YTrans y Trans utilizados para alcanzar esta área de la superficie, las posiciones del eje de rotación del motor son entonces actualizadas de la manera siguiente: Ry"actual¡zado — Ry Ytransi z " a c t u a I i z a d o = Rz + ZTrans (si el eje de rotación del motor se mueve a lo largo de Z y la cámara es fija); Rz-actuai¡zado = Rz (si la cámara se mueve a lo largo de Z pero no lo hace el eje de rotación del motor).

La topografía 3D es adquirida en el paso 403, por ejemplo, un mapa adicional Z (X, Y), del área actualmente dentro del campo de visión es adquirido. El paso depende de la tecnología particular del sensor utilizado para adquirir la topografía 3D. En este punto, la imagen de luminancia 2D que representa la misma porción de la superficie puede ser también adquirida. La N normal representativa de la topografía de la superficie capturada en el Paso 403 es calculada en el paso 404. Este paso es descrito con detalle adicional más adelante. Los parámetros de recolocación para los movimientos del motor también son calculados en el paso 405. Los siguientes parámetros son calculados de la manera siguiente: 6AJUSTE = diferencia del ángulo entre la N normal y el eje óptico del sensor; Yajuste = -KY* (1-NZ) + K2*NY; Zajuste = -??* (-Ny) + Kz* (1-NZ)¡ En donde y = Py + Ry; Kz = Pz + Rz, y en donde Py, Pz son las coordenadas del punto central del parche; y Ry, R2 son las coordenadas de la posición del eje de rotación del motor en el sistema del sensor. Ry y Rz son obtenidos inicialmente del Paso 401.

Si el valor absoluto del ángulo ajustado (6AJUSTE) es mayor que el umbral pequeño determinado (0UMBRAL)> el parche es entonces perpendicular al eje del sensor. La superficie entonces es girada y trasladada en el paso 406 de acuerdo con el ángulo de ajuste y los cambios calculados durante el paso anterior. La posición del eje de rotación del motor entonces es actualizada de la manera siguiente: Ry-actualizado — Ry ^Ajuste.

Rz-actuaiizado = Rz + ZAjuste (si el eje de rotación del motor se mueve a lo largo de Z y la cámara es fija); Rz-actuaiizado = Rz (si la cámara se mueve a lo largo de Z pero no lo hace el eje de rotación del motor).

Una vez que la rotación y traslación de los parámetros de superficie son completadas, el algoritmo regresa al Paso 403. Alternativamente, si el valor absoluto del ángulo de ajuste (6AJUSTE) es menor que un umbral pequeño determinado (6U BRAL). se supone que el parche es casi perpendicular al eje del sensor. La última topografía adquirida es válida y es fusionada con un mosaico actual en progreso en el paso 407. Los métodos de fusión son variados y conocidos por un experto en la técnica. La última topografía adquirida es comparada con la topografía adquirida de la posición de ajuste final del motor en el paso 408 mediante el uso de una medición de similitud. Si las dos topografías son reguladas para que coincidan, entonces la adquisición se ha terminado. De otro modo, la superficie es movida a la siguiente área que va a ser adquirida en el paso 409 para asegurar un valor de traslape previamente determinado entre las áreas adquiridas sucesivas. El algoritmo regresa el paso 403 después de moverse a la siguiente área adquirida.

Son posibles estrategias diferentes para mover la superficie a la siguiente área que va a ser adquirida en el paso 409 para asegurar un valor de traslape previamente determinado entre las áreas adquiridas sucesivas. En una primera estrategia, la superficie se gira por un valor fijo previamente determinado para asegurar un valor de traslape previamente determinado entre las áreas adquiridas sucesivas. La dirección de rotación (es decir, el signo del paso del ángulo de rotación) debe ser consistente con la diferencia de la coordenada T entre las posiciones inicial y final que delimitan la región que va a ser adquirida. Este método es óptimo para superficies con una sección transversal circular (como un cilindro) y cuyo centro de simetría coincide con el eje de rotación motorizado.

En una segunda estrategia, la superficie es trasladada mediante un Cambioy de valor fijo previamente determinado para asegurar un valor de traslape previamente determinado entre las áreas adquiridas sucesivas. La dirección de traslación (es decir, el signo de Cambioy) deberá ser consistente con la diferencia de coordenada Y entre las posiciones inicial y final que delimitan la región que va a ser requerida. Este método es óptimo para superficies planas.

Estas dos estrategias no son óptimas para geometrías arbitrarías ya que pueden producir círculos de iteraciones largas y tediosas para los pasos del 403 al 406. Otra estrategia, para superficies no circulares y no planas, y para un traslape previamente determinado fijo del 50% entre las áreas adquiridas sucesivas es ilustrado en las figuras 5 y 10A. La normal local del punto más distante de la topografía del parche actual (en el límite del campo de visión) a lo largo de la dirección correspondiente a la diferencia de coordenadas Y y T entre las posiciones inicial y final, el punto P de la figura 10A)) es identificado en el paso 502. La superficie se hace girar con el objeto de traer la normal de ese punto paralela al eje óptico 503. La superficie entonces es trasladada por el Cambioy 504 con el objeto de traer ese punto en el centro del campo de visión (punto P' en la figura 10A). La posición del eje de rotación del motor es actualizada para que sea Ry-actuai¡zado = Ry + Cambioy 509. La figura 10A muestra el perfil inicial, con la indicación "1" y el mismo perfil, con la indicación "2", después de que han sido aplicadas la rotación y traslación. La traslación es consistente con un traslape fijo del 50% entre ambos perfiles (el área común es mostrada en negritas) y la rotación asegura la normal del punto central del perfil "2" se encuentra a lo largo del eje óptico. El ángulo de rotación es la diferencia del ángulo entre la dirección de la normal y P y la dirección del eje óptico (a lo largo de Z).

En el caso de una evaluación de traslape en el paso 501 en donde el traslape deseado es de > 50%, la posición del punto del parche actual el cual es consistente con el traslape fijo previamente determinado entre las áreas adquiridas sucesivas es determinado en el paso 505 (a lo largo de la dirección consistente con la diferencia de coordenadas Y y T entre las posiciones inicial y final). Este punto (P de la figura 10B) no se encuentra en el limite del campo de visión ya que el traslape es mayor del 50%. La posición de P es encontrada mediante la interpolación lineal entre los dos casos extremos siguientes: P se encuentra en el límite del campo de visión de un traslape del 50% y en el centro del campo de visión el traslape es del 100%. Por lo tanto, para un traslape general de > 50%, P se encuentra en una distancia L* (traslape - 50)/100 del límite del campo de visión, en donde L es la longitud del perfil. La normal local en ese punto es identificada en el paso 506. La superficie se hace girar con el objeto de traer la normal a ese punto paralela al eje óptico en el paso 507. El ángulo de rotación es la diferencia del ángulo entre la dirección de la normal en P y la dirección del eje óptico (a lo largo de Z). La superficie es trasladada por Cambioy con el objeto de traer ese punto al centro del campo de visión en el paso 508 (punto P' en la figura 10B). La posición del eje de rotación del motor es actualizada para Ry-actuai¡zado = Ry + Cambioy 509.

Para un traslape de < 50%, la normal local del punto más distante de la topografía del parche actual (en el límite del campo de visión, a lo largo de la dirección correspondiente a la diferencia de coordenadas Y y T entre las posiciones inicial y final, el punto P es la figura 10C) es identificado en el paso 510. Un ángulo BETA entre esa normal y la dirección del eje óptico es determinado en el paso 511. Entonces la superficie se hace girar por (1 + ALFA) *BETA, un múltiplo del ángulo BETA, en donde el parámetro positivo ALFA se describe más adelante en el paso 512. La superficie es trasladada por Cambioy con el objeto de traer el punto P más allá del centro del campo de visión en el paso 513 (en P' de la figura 10C). La traslación corresponde al traslape esperado. La posición del eje de rotación del motor es actualizada en el paso 509 a Ry-actuaiizado = Ry + CambiOy.

El ángulo de rotación es la incógnita principal cuando el traslape es < 50% ya que el propósito del método es traer el punto Q, originalmente fuera del campo de visión, al centro del campo de visión, con su normal a lo largo de la dirección del eje óptico. Debido a que la normal en Q es desconocida, debe ser aproximada mediante extrapolación, basada en la normal en P y la normal en el centro del perfil "1", el cual es vertical por definición. Un modelo simple es suponer una curvatura local constante del perfil. Esto implica que el ángulo de rotación es (1 + ALFA) *BETA, en donde ALFA = (1 - TRASLAPE/50). Esto se reduce a una rotación por un ángulo BETA en donde el traslape es del 50% y un ángulo 2*BETA cuando el traslape es cercano al 0%. Sin embargo, algún otro modelo de extrapolación podría ser utilizado, siempre que ALFA se aproxime a 0 cuando el traslape se aproxima al 50%.

Este método es óptimo para los valores de traslape previamente determinados mayores o iguales al 50% debido a que la parte de la topografía traída bajo la cámara ya es conocida y es utilizada para calcular los movimientos de traslación y rotación necesarios para ponerla en su lugar. El circuito de pasos del 403 al 406 entonces será minimizado. Para los valores previamente determinados de traslape menor del 50%, la mayor parte de la topografía del área que se trae bajo la cámara no es conocida de antemano. Es entonces probable que sean necesarios unos cuantos circuitos de iteración a través de los pasos del 403 al 406.

Como se describió anteriormente con respecto al paso 400, uno de los pasos es ajustado a la posición inicial de una porción de la superficie en el FOV del sensor. Es utilizado siempre y cuando un usuario coloque una porción de la superficie dentro del FOV del sensor. Asegura que la superficie en el sensor FOV es perpendicular al eje óptico. En el proceso general del método descrito anteriormente, esto se puede hacer múltiples veces. Por ejemplo, para ajustar la posición de las áreas inicial y final de la superficie que delimita el grado de la superficie que va a ser adquirida, y para ajustar la posición del área de la superficie que va a ser utilizada para determinar la posición del eje de rotación del motor en la referencia del sensor. También puede ser hecho solamente una vez en el caso de una envoltura alrededor de la superficie (tal como la superficie de una bala, deformada o no) en donde los parches de adquisición inicial y final coinciden cuando este parche es utilizado adicionalmente para medir la posición del eje de rotación del motor.

La figura 6 ilustra una modalidad de este método. La topografía 3D, es decir, el mapa adicional Z (X, Y) del área actualmente dentro del campo de visión, es adquirido en el paso 600. Este paso depende de la tecnología particular del sensor utilizado para adquirir la topografía 3D. En este punto, la imagen de luminancia 2D que representa la misma porción de la superficie puede ser adquirida también. La N normal representativa de la topografía de la superficie capturada en el Paso 600 es calculada en el paso 601. Este paso se describe con mayor detalle más adelante. El ángulo OMEDIDO entre la N normal y el eje óptico es calculado. Si el valor absoluto del ángulo medido (OMEDIDO) es menor que un umbral pequeño determinado (OU BRAL). el parche es perpendicular al eje óptico del sensor y todas las posiciones del motor son mantenidas en la memoria 606. Si el valor absoluto del ángulo medido (OMEDIDO) es mayor que el umbral pequeño (GU BRAL), el parche entonces no es perpendicular al eje del sensor y el objeto es girado por un ángulo pequeño en una dirección (por ejemplo, su signo) que corresponde al ángulo medido en el paso 602. La figura 9 ilustra la rotación del 6PEQUEÑO- Una segunda topografía 3D, es decir, un mapa adicional Z (X, Y) del área actualmente dentro del campo de visión, es adquirida en el paso 603. Este paso depende de la tecnología particular del sensor utilizado para adquirir la topografía 3D. En este punto, una imagen de luminancia 2D que representa la misma porción de la superficie puede ser adquirida también. El cambio relativo en Y entre el par de imágenes adquiridas en los pasos 600 y 603 es determinado en el paso 604. Se pueden utilizar el par de imágenes topográficas y/o las imágenes de luminancia 2D (no es necesario utilizar la imagen topográfica ya que el cambio relativo en Z no es de interés). Como resultado de la rotación pequeña realizada en el paso 602, ambas imágenes tienen un área común importante. Cualquier tipo de imagen del algoritmo que mide la similitud puede ser utilizado para determinar el cambio relativo en Y. Dicho algoritmo define un valor de similitud en un conjunto de valores de cambio. El cambio relativo entre ambas imágenes es definido como el cambio asociado con el valor de similitud óptimo. La superficie es entonces trasladada en el paso 605 por el cambio relativo encontrado en el paso 604. En este punto, el área dentro del campo de visión es la misma que en el paso 600. Sin embargo, la orientación de la topografía ha cambiado como un resultado de la rotación aplicada en el paso 602. Un mapa adicional del área dentro del FOV es adquirido nuevamente en el paso 600, la normal es nuevamente calculada en el paso 601 para comparar el GMEDIDO con el GUMBRAL- Si el valor absoluto del BMEDIDO es inferior que el GUMBRAL, el parche es perpendicular al eje óptico del sensor y todas las posiciones del motor son mantenidas en la memoria del paso 606.

En muchos casos, en donde una retroalimentación visual, por medio de la pantalla del sistema, es proporcionada al usuario, el usuario puede descifrar visualmente la rotación y eventualmente la traslación necesarias para mejorar la perpendicularidad. Los procesos automáticos de búsqueda también pueden ser utilizados para proporcionar supuestos de rotación y traslación hacia la perpendicularidad.

Como se describe en el paso 401 anterior, un paso es para encontrar la posición del eje de rotación del motor con respecto al origen del sistema de coordenadas del sensor. De acuerdo con una modalidad, se describe más adelante un medio para realizar este paso, ilustrado en la gráfica de flujo de la figura 7. Las posiciones de ajuste del motor iniciales son establecidas de la manera que la región de la superficie que va a ser utilizada para la medición de la posición del eje de rotación del motor reside en el FOV del sensor en el paso 700. El área que va a ser utilizada para medir la posición del eje de rotación del motor es seleccionada de manera que una rotación pequeña de la superficie no es propensa para inducir la colisión entre los objetos y el sensor. El paso de ajuste de un conjunto de posiciones del motor en una región particular de la superficie se describió con mayor detalle anteriormente.

La topografía 3D es adquirida en el paso 701, es decir, que es adquirido un mapa adicional Z (X, Y) del área actualmente dentro del campo de visión. Este paso depende de la tecnología particular del sensor utilizado para adquirir la topografía 3D. En este punto, una imagen de luminancia 2D que representa la misma porción de la superficie puede ser adquirida también. La superficie es girada por un ángulo pequeño previamente definido 9Pequeño en el paso 702. Este ángulo es definido con el objeto de minimizar el riesgo de colisión y asegurar un buen traslape entre los parches sucesivos. Los valores típicos son entre 1 y 6 grados. La topografía 3D es adquirida en el paso 703, es decir, el mapa adicional Z (X, Y), del área actualmente dentro del campo de visión. Este paso depende de la tecnología particular del sensor utilizada para adquirir la topografía 3D. En este punto, una imagen de luminancia 2D que representa la misma porción de la superficie puede ser adquirida también. El ángulo de rotación relativa (eMed¡do) , los cambios Y y Z entre la topografía actual y la topografía medida anteriormente son medidos en el paso 704. Esto se puede hacer calculando una medida de similitud entre el área común de ambas topografías en un conjunto de rotaciones del ángulo, las traslaciones relativas de Y y Z, de ambas topografías. El ángulo óptimo de rotación, los cambios Y y Z son definidos como los cambios asociados con la medición más alta de similitud calculada.

Una posición temporal del eje de rotación del motor, consistente con la corriente y el parche anterior solamente, es calculada del ángulo relativo, los cambios Y y Z (?? y ??) en el paso 705, anteriormente calculados en el paso 704, con la fórmula: RY_TEMP = 1/2 * [-?? - ?? * (sin ??) /(1 - cosA9)]; RZ_TEMP = 1/2 * [-?? + ?? * (sin ??)/(1 - cosAG)].

Un peso no negativo el cual describe la confianza en la posición de rotación del motor temporal calculada anteriormente es calculado en el paso 706. Esta confianza es una función que desciende de la severidad y similitud de los dos perfiles comparados. La posición del eje de rotación del motor Ry y Rz es calculada en el paso 707 como un promedio ponderado de todas las posiciones temporales RTEMP. utilizando las ponderaciones de calidad encontradas en las iteraciones actuales y anteriores.

Ry = ? (Ry_TE P_¡ * peso¡) / ? (pesoi); Rz = y" (RZ_TEMP_Í * peso¡) / y ¿r1 (peso¡).

Los valores de Ry y Rz son almacenados en cada iteración.

La convergencia del procedimiento es probada utilizando los últimos valores N calculados para la posición del eje de rotación del motor 708. Un procedimiento posible para probar la convergencia es determinar si la variación de los últimos valores N de Ry y R2 son menores que un umbral previamente determinado, en donde N es un entero codificado de manera difícil mayor de 1. Esta prueba se puede realizar si están disponibles por lo menos los valores N de Ry y R2. De otro modo, la solución todavía no es convergida. Si la solución no ha sido convergida, regresar al paso 702, de otra manera termina el procedimiento. La posición inicial de (Ry, Rz) se supone que es (0,0) para la primera iteración. Otros modos de prueba de la convergencia conocidos para los expertos en la técnica también pueden ser aplicados.

La figura 8 ilustra un paso más detallado 601 de la figura 6, el cual es un método utilizado para calcular la normal promedio de una porción de una superficie. Se supone que una topografía medida representativa de la porción de la superficie se proporciona como una entrada para el método. Un perfil promedio ZPROMEDIO (Y) se define a lo largo de la dirección Y que describe la forma general de la topografía 800. El perfil promedio puede ser el promedio (ponderado o no) o el promedio de los perfiles ZPROMEDIO (Y) = Promedio sobre X de Z (X, Y), o Promedio sobre X de Z (X, Y). Los cálculos matemáticos exactos del perfil promedio pueden cambiar como una función del tipo de superficie determinada en la entrada. La N normal del perfil promedio es calculada en el paso 801. La normal es encontrada promediando la normal local del perfil de cada punto: N = (Ny, Nz) = Promedio sobre i (N_i); en donde la normal local puede ser encontrada por la diferenciación finita con un vecino.

Ni = ([z(i) - z(i + 1 )], -([y(i) - y(i + 1)]) o por medio de otras técnica basadas en uno o más vecinos.

Aunque los bloques de los métodos de las figuras de la 4 a la 8 se muestran como que ocurren en un orden particular, deberá ser apreciado por aquellos expertos en la técnica que muchos de estos bloques son intercambiables y pueden ocurrir en diferentes ordenes al que se muestra sin afectar de manera material los resultados finales de los métodos. Adicionalmente, aunque la presente descripción se refiere a la codificación o funciones que residen en un procesador, esto no quiere decir que limita el alcance de las aplicaciones posibles de los métodos descritos. Cualquier sistema podría ser utilizado por un procesador sin ocasionar salirse del espíritu y alcance de la presente descripción.

Aunque la presente descripción es principalmente descrita como un método, un experto en la técnica entenderá que la presente descripción también se refiere a un aparato para llevar a cabo el método descrito y que incluye las partes del aparato de los componentes del equipo, una computadora programada por un software apropiado para hacer posible la práctica del método descrito, por cualquier combinación de los dos, o de cualquier otra manera. Además, un artículo de manufactura para utilizarse con el aparato, tal como un aparato de memoria previamente grabado u otro medio legible por computadora similar que incluye instrucciones de programa grabadas en el mismo, o una señal de datos de computadora portadora de instrucciones de programa legibles por computadora pueden dirigir un aparato para facilitar la práctica del método descrito. Deberá quedar entendido que dichos aparatos, artículos de manufactura, y señales de datos de cómputo también se encuentran dentro del alcance de la presente invención.

Las modalidades de la presente invención descritas anteriormente pretenden ser solamente ejemplos. Aquellos expertos en la técnica pueden efectuar alteraciones, modificaciones y variaciones a las modalidades de ejemplo particulares sin salirse del alcance pretendido de la presente invención. En particular, las características seleccionadas de una o más de las modalidades de ejemplo anteriormente descritas pueden ser combinadas para crear modalidades de ejemplo alternativas no explícitamente descritas, siendo las características adecuadas para dichas combinaciones fácilmente apreciadas por los expertos en la técnica. El asunto materia descrito en el presente documento y en las reivindicaciones mencionadas pretenden cubrir e incluir todos los cambios adecuados en la tecnología.

Claims (26)

REIVINDICACIONES

1. Un método para colocar un objeto en un sistema del sensor óptico para adquirir una superficie del mismo, teniendo el sistema del sensor un conjunto de motores para la rotación del objeto alrededor de un eje del motor perpendicular a un eje óptico del sistema del sensor y para trasladar el objeto en las direcciones X, Y y Z, comprendiendo el método: (a) adquirir un mapa adicional de un área en un campo de visión del sistema del sensor; (b) calcular un representativo normal de una topografía del mapa adicional del área; (c) determinar una diferencia del ángulo entre el eje normal y el eje óptico del sistema del sensor; (d) comparar la diferencia del ángulo con el ángulo de umbral para determinar que la superficie del área es perpendicular al eje del sensor; (e) si la diferencia del ángulo es mayor que un ángulo de umbral, girar el objeto para obtener un nuevo ángulo de diferencia menor que dicho ángulo de umbral; y (f) trasladar dicho objeto para recolocar dicha área en dicho campo de visión después de que dicha rotación ha desplazado dicha área.

2. El método tal y como se describe en la reivindicación 1, el cual comprende además repetir los pasos del (a) al (f) para dicho mapa adicional de dicha área hasta que el nuevo ángulo de diferencia es menor que dicho ángulo del umbral después de la traslación.

3. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, el cual comprende además: mover al menos uno de dichos objetos y un sensor para producir una nueva área de superficie en dicho campo de visión de dicho sistema del sensor; y repetir los pasos del (a) al (f) para áreas múltiples de dicha superficie y fusionar las áreas múltiples para crear un mosaico de la superficie de dicho objeto.

4. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3, el cual comprende además: ajustar dicho conjunto de motores a una posición inicial para una adquisición inicial de dicha superficie y una posición final para una adquisición final de dicha superficie; y determinar una posición real de dicho eje del motor en relación con una referencia de posición en un sistema de coordenadas de referencia.

5. El método tal y como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque dicha determinación de una posición real de dicho eje del motor comprende: (g) asumir una posición real de (0, 0) para dicho eje del motor; (h) adquirir un primer mapa adicional de un área en un campo de visión del sistema del sensor con dicho conjunto de motores en dicha posición inicial; (i) realizar una rotación de dicha superficie alrededor de dicho eje del motor por un valor T pequeño; (j) adquirir un mapa adicional subsecuente de un área en el campo de visión del sistema del sensor; (k) medir una rotación relativa y el cambio entre el primer mapa adicional y un mapa adicional posterior; (I) calcular una posición temporal del eje del motor utilizando solamente el primer mapa adicional y el mapa adicional subsecuente; (m) calcular un peso de confianza que describe una confianza con la posición temporal del eje del motor; (n) actualizar la posición real de la posición del eje del motor utilizando el peso de confianza y la posición temporal del eje del motor; (o) probar la convergencia de dicha posición real; y (p) repetir los pasos del (i) al (o) hasta que se ha logrado la convergencia.

6. El método tal y como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque el ajuste de dicho conjunto de motores a una posición inicial comprende: (q) adquirir un primer mapa adicional de un área en un campo de visión del sistema del sensor; (r) calcular un representativo normal de una topografía del mapa adicional del área; (s) medir el ángulo entre la normal y el eje óptico y compararlo con el ángulo de umbral; (t) si un ángulo medido es mayor que el ángulo de umbral, girar el objeto por un valor pequeño para obtener un nuevo ángulo; (u) adquirir un segundo mapa adicional de un área dentro del campo de visión después de la rotación; (v) determinar un cambio relativo entre los datos comunes del primer mapa adicional y el segundo mapa adicional; (w) trasladar el objeto mediante el cambio relativo y repetir los pasos del (q) al (w) hasta que el ángulo medido es menor que dicho ángulo de umbral; y (x) si el ángulo medido es menor que el ángulo del umbral, almacenar una posición actual de dicho conjunto de motores como la posición inicial.

7. El método tal y como se describe en la reivindicación 6, caracterizado porque dicho calculo (r) de una representativa normal de una topografía del mapa adicional del área comprende: definir un perfil promedio a lo largo de una dirección Y que describe una forma general de la topografía; y calcular la normal del perfil promedio.

8. El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque mover por lo menos uno de dichos objetos y un sensor para producir una nueva área de superficie en dicho campo de visión comprende tener un traslape entre las áreas sucesivas que sea mayor del 50%.

9. El método tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado porque dicho movimiento comprende: determinar una posición de un punto de un parche actual el cual es consistente con un traslape fijo predeterminado de las áreas adquiridas sucesivas; identificar una normal en ese punto; girar el objeto con el fin de llevar la normal de ese punto paralela al eje óptico; trasladar la superficie por medio del Cambioy con el objeto de traer ese punto al centro del campo de visión; y actualizar la posición del eje del motor para Ry-actuai¡zado = Ry + Cambioy.

10. El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque dicho movimiento de al menos uno de dicho objeto y un sensor para producir una nueva área de superficie en dicho campo de visión comprende tener un traslape entre las áreas sucesivas que sea menor del 50%.

11. El método tal y como se describe en la reivindicación 10, caracterizado porque dicho movimiento comprende: identificar una normal del punto más distante de una topografía del parche actual en un límite del campo de visión; determinar el ángulo BETA entre la normal y el eje óptico; girar el objeto por medio del (1 + ALFA) *BETA, en donde ALFA es un parámetro positivo que es una función en disminución del traslape el cual se aproxima a cero cuando el traslape se aproxima al 50%; trasladar el objeto por medio del Cambioy con el objeto de traer el punto más allá de un centro del campo de visión de acuerdo con el traslape; y actualizar la posición del eje del motor a Ry-actuai¡zacio = Ry + Cambioy.

12. El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque dicho movimiento en por lo menos uno de dichos objetos y un sensor para producir una nueva área de superficie en dicho campo de visión comprende tener un traslape entre áreas sucesivas que es de aproximadamente el 50%.

13. El método tal y como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque dicho movimiento comprende: identificar un normal del punto más distante de una topografía de un parche actual en un límite del campo de visión; girar el objeto con el fin de traer la normal del punto más distante paralela al eje óptico; trasladar la superficie con el fin de traer el punto más distante en un centro del campo de visión; y actualizar la posición del eje del motor para Ry-actuai¡zado = Ry + Cambioy.

14. Una memoria legible por computadora que tiene grabado en la misma declaraciones e instrucciones para ejecutar por una computadora para llevar a cabo el método tal y como se describe en las reivindicaciones de la 1 a ia 13.

15. Un sistema de colocación de objeto para utilizarse con un sistema del sensor óptico para adquirir una superficie del objeto, teniendo el sistema del sensor un conjunto de motores para girar el objeto alrededor de un eje del motor perpendicular a un eje óptico del sistema del sensor y para trasladar el objeto en las direcciones X, Y y Z, comprendiendo el sistema: un procesador en un sistema de cómputo; una memoria a la que se puede acceder por medio del procesador; y una aplicación conectada al procesador, configurada la aplicación para: (a) adquirir un mapa adicional de liberación de un área en un campo de visión del sistema del sensor; (b) calcular un representativo normal de una topografía del mapa adicional del área; (c) determinar una diferencia del ángulo entre la normal y el eje óptico del sistema del sensor; (d) comparar la diferencia de ángulo a un ángulo de umbral para determinar si una superficie del área es perpendicular al eje del sensor; (e) si la diferencia del ángulo es mayor que un ángulo del umbral, girar el objeto para obtener un nuevo ángulo de diferencia menor que dicho ángulo de umbral; y (f) trasladar dicho objeto para volver a colocar dicha área en el campo de visión después de que dicha rotación ha desplazado dicha área.

16. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 15, caracterizado porque la aplicación también está configurada para: ajustar un conjunto de motores a una posición inicial para una adquisición inicial de dicha superficie y una posición final para una adquisición final de dicha superficie; y determinar una posición real de dicho eje del motor en relación con una posición de referencia en un sistema de coordenadas de referencia.

17. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 16, caracterizado porque la determinación de una posición real de dicho eje del motor comprende: (g) asumir una posición real de (0, 0) para dicho eje del motor ; (h) adquirir un primer mapa adicional de un área en un campo de visión del sistema del sensor con dicho conjunto de motores en dicha posición inicial; (i) realizar una rotación de la superficie alrededor de dicho eje del motor por un valor T pequeño; (j) adquirir un mapa adicional subsecuente de un área en el campo de visión del sistema del sensor; (k) medir una rotación relativa y el cambio entre el primer mapa adicional y un mapa adicional posterior; (I) calcular una posición temporal del eje del motor utilizando solamente el primer mapa adicional y el mapa adicional posterior; (m) calcular un peso de confianza que describe una confianza con la posición temporal del eje del motor; (n) actualizar la posición real de la posición del eje del motor utilizando un peso de confianza y la posición temporal del eje del motor; (o) probar la convergencia de la posición real; y (p) repetir los pasos del (i) al (o) hasta que se ha logrado la convergencia.

18. El sistema tal y como se describe en las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado porque el ajuste del conjunto de motores a una posición inicial comprende: (q) adquirir un primer mapa adicional de un área en un campo de visión del sistema del sensor; (r) calcular un representativo normal de una topografía del mapa adicional del área; (s) medir un ángulo entre la normal y el eje óptico y compararlo con el ángulo de umbral; (t) si el ángulo medido es mayor que el ángulo de umbral, girar el objeto por un valor pequeño para obtener un nuevo ángulo; (u) adquirir un segundo mapa adicional de un área dentro del campo de visión después de la rotación; (v) determinar un cambio relativo entre los datos comunes del primer mapa adicional y el segundo mapa adicional; (w) trasladar el objeto mediante el cambio relativo y repetir los pasos del (q) al (w) hasta que el ángulo medido es menor que dicho ángulo de umbral; y (x) si el ángulo medido es menor que el ángulo de umbral, almacenar una posición actual de dicho conjunto de motores como la posición inicial.

19. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 18, caracterizado porque dicho (r) que calcula un representativo normal de una topografía del mapa adicional del área comprende: definir un perfil promedio a lo largo de una dirección Y que describe una forma general de la topografía; y calcular la normal del perfil promedio.

20. El sistema tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones de la 15 a la 18, caracterizado porque la aplicación es configurada además para: mover por lo menos uno de dicho objeto y un sensor para producir una nueva área de superficie en dicho campo de visión de dicho sistema del sensor; y repetir los pasos del (a) al (f) para áreas múltiples de dicha superficie y la fusión de dichas áreas múltiples para crear un mosaico de dicha superficie de dicho objeto.

21. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque el movimiento de por lo menos uno de dicho objeto y un sensor para producir una nueva área de superficie en el campo de visión comprende tener un traslape entre áreas sucesivas que es mayor del 50%.

22. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 21, caracterizado porque dicho movimiento comprende: determinar una posición de un punto de un parche actual el cual es consistente con un traslape fijo previamente determinado entre las áreas adquiridas sucesivas; identificar una normal en ese punto; girar el objeto con el fin de traer la normal de ese punto paralela al eje óptico; trasladar la superficie por Cambioy con el objeto de traer ese punto al centro del campo de visión; y actualizar la posición del eje del motor a Ry-actuaiizado = Ry + Cambioy.

23. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque dicho movimiento de al menos uno de dicho objeto y un sensor para producir una nueva área de superficie en dicho campo de visión comprende tener un traslape entre áreas sucesivas que es menor del 50%.

24. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque dicho movimiento comprende: identificar una normal del punto más distante de una topografía del parche actual en un límite del campo de visión; determinar un ángulo BETA entre la normal y el eje óptico; girar el objeto por medio del (1 + ALFA) *BETA, en donde ALFA es un parámetro positivo que es una función que disminuye el traslape el cual se aproxima a cero cuando el traslape se aproxima al 50%; trasladar el objeto por medio del Cambioy con el fin de traer el punto más allá de un centro del campo de visión de acuerdo con el traslape; y actualizar la posición del eje del motor a Ry-aciuai¡zado = Ry + Cambioy.

25. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque dicho movimiento en por lo menos uno de dicho objeto y un sensor para producir una nueva área de superficie en dicho campo de visión comprende tener un traslape entre áreas sucesivas que es de aproximadamente el 50%.

26. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 25, caracterizado porque dicho movimiento comprende: identificar una normal del punto más distante de una topografía de un parche actual en un límite del campo de visión; girar el objeto con el fin de traer la normal del punto más distante paralela al eje óptico; trasladar el objeto con el fin de traer la normal del punto más distante paralela al eje óptico; trasladar la superficie con el fin de traer el punto más distante al centro del campo de visión; y actualizar la posición del eje del motor a Ry-actuai¡zado = Ry + CambiOy.