Trabajos previos

Dentro del estado del arte, diferentes sistemas de control con el medio ambiente han sido desarrollados (Chan et al., 2008; Ch ´avez et al., 2008; Alam et al., 2012; Cincotti

et al., 2008; Jiang et al., 2004; Kadouche y Abdulrazak, 2009; Orpwoodet al., 2005; Park

et al., 2009, 2006). Dentro de los cuales, un gran conjunto toman como base de desarro- llo la herramienta de un apuntador l ´aser; ver tabla 36. En dichos trabajos el objetivo es interactuar con una pantalla de proyecci ´on por medio de un apuntador l ´aser. En trabajos previos Ch ´avez et al. (2008); Ch ´avez et al. (2012); Ch ´avez et al. (2012, 2011); Ch ´avez

et al. (2010); Ch ´avez et al. (2012); Kemp et al. (2008b), se ha intentado extender esta forma de interacci ´on considerando el ambiente real del interior de una residencia. La idea principal radica en permitir a los usuarios enviar ´ordenes a un equipo de control dom ´otico mediante la proyecci ´on de un punto l ´aser, sobre los diferentes dispositivos electr ´onicos que existen en un hogar.

La tabla 36 muestra algunos trabajos en el estado del arte que emplean un apuntador l ´aser como una herramienta. Estos tienen el objetivo de controlar diferentes objetos del medio ambiente por medio de: una pantalla, un robot que sea capaz de tomar objetos, de- tectar imperfecciones dentro de un edificio. Diferentes t ´ecnicas han sido empleadas para resolver el problema de la detecci ´on del punto l ´aser, como: el uso de umbrales, reconoci- miento de patrones, an ´alisis de color, etc. Kirstein y M ¨uller usan un algoritmo dividido en tres fases, detecci ´on de movimiento, reconocimiento de patrones y comparaci ´on de histo- gramas Kirstein y Mueller (1998), donde el rendimiento alcanzado fue con una precisi ´on del 50 %.

Otra t ´ecnica cl ´asica es la umbralizaci ´on. Esta t ´ecnica consiste en calcular un valor, a partir del cual es posible binarizar la imagen y detectar el punto l ´aser. Este proceso es com ´un en los trabajos presentados en la tabla 36. Al utilizar este m ´etodo es necesario analizar el brillo de la imagen, lo cual implica que el ambiente deba tener condiciones de iluminaci ´on controladas.

Otra t ´ecnica empleada es la correlaci ´on de patrones, (Ch ´avez et al., 2008; Ch ´avez

et al., 2012; Ch ´avez et al., 2012; Kirstein y Mueller, 1998; Olsen Jr y Nielsen, 2001; Seki

et al., 2011). En el cual se caracteriza la proyecci ´on del haz l ´aser a partir de su forma, en este caso se modela con un patr ´on circular. Dado que si el haz inside perpendicularmente a una superfice, se dibuja un c´ırculo rojo o verde. As´ı esta t ´ecnica consiste de un proceso de convoluci ´on del modelo contra toda la imagen, en donde la localidad del m ´aximo valor de esta convoluci ´on se ˜nala la ubicaci ´on del punto l ´aser.

Una t ´ecnica diferente consiste en detectar el punto l ´aser en una imagen a trav ´es del an ´alisis en las diversas bandas de color (Meˇsko y Toth, 2013; Watanabe y Shin, 2013; Kim

et al., 2007a; Jeonet al., 2012; Soetedjoet al., 2013). As´ı, la imagen es descompuesta en las bandas roja, verde y azul (sistema RGB), as´ı como en el matiz, saturaci ´on e intensidad (sistema HSI); en donde se aplican m ´etodos de segmentaci ´on como la umbralizaci ´on en las diferentes bandas de color. Haciendo que se obtenga una mayor informaci ´on para la ubicaci ´on del punto l ´aser.

En general las condiciones de iluminaci ´on, orientaci ´on y texturas deben ser contro- ladas para obtener una correcta detecci ´on del punto l ´aser. Sin embargo, a ´un cuando se cumplen dichas restricciones es necesario un post-procesamiento de la informaci ´on para eliminar los posibles falsos positivos, o en su defecto utilizar alg ´un otro dispositivo como filtros sobre las lentes de las c ´amaras, el proyectar el haz laser sobre alguna pantalla dedicada a dicha funci ´on, an ´alisis de video, utilizar una red de c ´amaras, entre otros.

Dado lo anterior, el sistema propuesto ofrece la ventaja de localizar el punto l ´aser so- bre un ambiente real de una residencia, donde no existe un control sobre condiciones de iluminaci ´on o bien la utilizaci ´on de alg ´un tipo de dispositivo especializado como pantallas, filtros o m ´as de una c ´amara, para ubicar el punto l ´aser con una precisi ´on superior al 90 %.

Tabla 36: Varios trabajos dentro del estado del arte, utilizan en sus desarrollos equipos como filtros

para c ´amaras, m ´ultiples c ´amaras de video, as´ı como dispositivos especializados.

T ´ecnica utilizada Trabajos

Umbralizaci ´on Meˇsko y Toth (2013); Watanabe y Shin (2013); Ahlborn et al. (2005); Davis y Chen (2002); Lim

et al. (2008); Oh y Stuerzlinger (2002); Widodo

et al.(2012a)

Correlaci ´on de patrones Ch ´avez et al. (2008); Ch ´avez et al. (2012); Ch ´avez et al. (2012); Kirstein y Mueller (1998); Olsen Jr y Nielsen (2001); Seki et al.(2011) T ´ecnicas basadas en color Meˇsko y Toth (2013); Watanabe y Shin (2013);

Kim et al. (2007a); Jeon et al. (2012); Soetedjo

et al.(2013)

Utilizaci ´on de filtros Kemp et al. (2008b); Brown y Wong (2003); K ¨onig et al. (2007); Kuo y Tang (2007); Zhang

et al. (2008); Pasquariello et al. (2008); K ¨onig

et al.(2008); Ishiiet al.(2009) Redes de c ´amaras fo-

togr ´aficas y video

Ahlborn et al. (2005); Lim et al. (2008); K ¨onig

et al. (2007); Myers et al. (2002); Pavlovych y Stuerzlinger (2004); Bi et al. (2006); Choi et al.

(2008); Widodo et al. (2012b); Borkowski et al.

(2005) Utilizaci ´on de hardware es-

pecializado

Jeonet al.(2012); Wadaet al.(2007)

T ´ecnicas cl ´asicas de vi- si ´on en combinai ´on con Sistemas Basados en Re- glas Difusas

Clemente et al. (2013a); Ch ´avez et al. (2012); Ch ´avezet al.(2012, 2011); Ch ´avezet al.(2010); Ch ´avez et al.(2012)

Figura 67: Im ´agenes con un punto l ´aser en diferentes condiciones de iluminaci ´on.