lunes, 30 de marzo de 2015

Visión Artificial en el Espacio

La visión artificial puede aplicarse en multitud de escenarios (robótica, industria, automoción...), pero uno de los que me parecen más apasionantes es el espacio. Aún no hay muchas aplicaciones fuera de la tierra, pero van en aumento.

Uno de los principales problemas que nos encontramos a la hora de diseñar un sistema para el espacio exterior son las condiciones climáticas que allí se dan (cambios bruscos de temperatura, fuerte radiación solar...). Esto nos obliga a utilizar hardware específico que pueda soportar estas condiciones, lo que encarece enormemente el sistema final.

Otro aspecto a tener en cuenta es la inaccesibilidad del espacio, ya que generalmente, antes de desarrollar cualquier algoritmo, necesitamos un conjunto más o menos grande de imágenes captadas en las mismas condiciones en las que deberá funcionar el sistema. Dada la lejanía del espacio y lo complicado que resulta mandar una cámara allí, se necesita tener una gran cantidad de recursos para poder realizar este proceso.

Además, en las aplicaciones que se llevan al espacio no se permite ningún tipo de error, ya que tan sólo uno puede generar grandes pérdidas económicas. La visión artificial es aún un campo muy joven, por lo que para la mayoría de soluciones no está suficientemente pulida ni probada, sobre todo si hablamos de entornos no controlados, lo que disminuye sus opciones en este tipo de ambientes.

Sin embargo, pese a todos estos inconvenientes, ya existen algunas aplicaciones realizadas en visión artificial orientadas sobre todo al control de actitud (orientación de las naves respecto a un sistema de referencia inercial u otra nave) como por ejemplo los star tracker, que calculan la orientación de la nave con ayuda de las estrellas.

Star Tracker
Star Tracker

Para ello, mediante una cámara se detectan las estrellas (puntos brillantes), para después buscar la disposición de éstas en una base de datos que contiene mapas celestes, de forma que se obtiene la porción de cielo hacia la que el sistema está mirando. Una vez que se sabe hacia dónde está mirando la cámara, se calcula la rotación comparando esta porción del cielo de la base de datos con la imagen obtenida. Una vez que se sabe la posición del cielo y la rotación inicial, se hace un seguimiento de las estrellas, recalculando la rotación con cada nueva imagen.

Este tipo de sistemas son muy precisos y además pueden calcular la velocidad angular, es decir, lo rápido que gira la nave, por lo que aporta una información muy valiosa. Sin embargo también tienen algunos problemas, como por ejemplo los ocultamientos al ponerse la tierra o la luna en medio, o los deslumbramientos producidos por el sol.