O Laboratório de Visão Computacional Ativa e Percepção ITA-INPE , localizado no Departamento de Controle e Conversão de Energia da Divisão de Engenharia Eletrônica do Instituto Tecnológico de Aeronaútica , atualmente desenvolve um projeto com recursos da FAPESP e CAPES na área Visão Computacional Ativa, utilizando uma cabeça de visão TRC-BiSight.

Introdução:

Visão é um dos mais poderosos e complicados sentidos que possuímos.Qual será o motivo pelo qual os pesquisadores em   visão   não  têm sido bem  sucedidos  na  concepção  e  implementação de sistemas que  emulem o  aparato visual humano , uma  vez  que  existe  uma  profusão de  resultados  derivados  de  pesquisas em  ótica, controle de  sistemas, neurofisiologia , psicologia , psicofísica  e outras  áreas  afins? Uma boa razão seria a de que o conhecimento acerca de visão  biológica  ainda  seria  muito  limitado, desconexo e especulativo. Esta  hipótese tem motivado pesquisadores em visão  computacional  a  proporem  teorias  computacionais  sobre  o  que  seria  o processo de visão. Tais t eorias têm evoluído  ao  longo  dos anos, baseadas na crescente compreensão deste processo. Através  da visão , nós obtemos as posições e propriedades dos objetos, assim como suas relações entre si mesmos e o ambiente que os cerca

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Cabeça de Visão Bi-Sight - TRC A cabeça de visão é constituída de motores   DC  que atuam sobre os eixos de de pan e tilt e vergência assimétrica. Duas unidades  englobando  circuitos  lógicos  e  de  potência para acionamento PWM e controle PID servem de interface para envio  de  comandos  para a cabeça. O  imageamento é feito através   de  cameras CCD  e   lentes   controláveis , com parâmetros como diafragma, foco e zoom ajustados segundo as necessidades de imagens,que serão processadas.

Objetivos do Laboratório de Visão Computacional e Ativa :

"...soluções robustas para o problema de visão não se materializaram, principalmente porque Marr deixou de fora de sua teoria um fato muito importante: o de que todos os sistemas visuais existentes na natureza, dos insetos aos peixes, cobras, pássaros e humanos, são ativos. Sendo ativos, eles controlam o processo de aquisição de imagens no espaço e no tempo, introduzindo desta forma restrições que facilitam muito a recuperação de informação sobre o mundo tridimensional (reconstrução). "Eu movo, portanto eu vejo" é uma afirmação fundamentalmente verdadeira.Tornando-se estacionário o olho humano, começa-se a perder a percepção." Y. Aloimonos (1993)

Visão computacional é uma ciência baseada em fundamentos teóricos, a qual requer experimentos para que seja validada uma teoria e/ou algoritmo. Assim, adicionalmente à intenção de se estudar percepção visual orientada por tarefa (visão com propósito) e realimentação visual, propomos o desenvolvimento de um sistema de visão binocular capaz de alterar seus parâmetros de aquisição de imagens em tempo real. Conseqüentemente, a aquisição de imagens torna-se um processo dinâmico a ser controlado de acordo com as informações visuais já obtidas e ainda por extrair. As informações provenientes das imagens são empregadas no controle de parâmetros como atitude angular da cabeça, vergência entre as câmeras, distância focal, foco e abertura do diafragma, através de sinais de ativação enviados por uma rede de computadores que hospedam os algoritmos de visão e controle.

O laboratório investiga a fusão de técnicas de controle, estimação, identificação e visão computacional para a implementação de comportamentos visuais visando a realização de tarefas como:

-Automação de processos

-Navegação inercial auxiliada por visão

-Rastreamento de objetos

-Reconstrução 3-D a partir de estéreo ( micromovimentos de vergência), movimento, textura

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Curso de Visão Computacional no ITA:

EE-292: Visão Computacional para Controle de Sistemas

Ministrado pelo professor Jacques Waldmann do Departamento de Controle e Conversão de Energia da Divisão de Engenharia Eletrônica do ITA e pelo pesquisador Antônio Francisco Júnior do LAC-INPE.

• Câmera monocromática
• 2 Microcomputadores Pentium 166 MHz, 4 Gb HD SCSI, 32 Mb RAM, CD-ROM 8x, monitor 17'
• Cabeça de Visão TRC-Helpmate Bi-Sight
• Vídeo e Televisão
• Placa de aquisição de vídeo FAST com chip de descompressão MPEG
• Lentes controláveis Fujinon e placas de aquisição de imagens DT3552 (em trânsito)

Publicações, Seminários e Teses:

• da Costa Ramalho,M.V. e J.Waldmann (1996). Otimização Neubulosa dos Parâmetros de Autopiloto com Especificação Lingüística dos Requisitos de Desempenho: Aplicação ao Helicóptero BO-105 com Dinâmica do Rotor, II ENCITA, São José dos Campos, SP.
  
• de Oliveira,N.M.F. e J.Waldmann (1996). Avaliação Experimental da Sensitividade de Algoritmo para Casamento de Imagens a Variações Paramétricas, II Workshop sobre Visão Cibernética, dezembro de 1996, São Carlos, SP.
  
• Lages,W.F. e J. Waldmann (1994). Controle de Uma Plataforma Móvel Utilizando Exclusivamente Realimentação Visual, Comunicações VII Simpósio Brasileiro de Computação Gráfica e Processamento de Imagens, 65-68, Curitiba.
  
• Waldmann,J. (1994). On the Discretization of a H*-Based Continuous-Time Autopilot Design for Sampled-Data Control of a Missile Longitudinal Dynamics, Anais do 10 Congresso Brasileiro de Automática, 734-739, Rio de Janeiro.
  
• Waldmann,J. (1994). H*-Based Continuous-Time Autopilot Design for a Missile Longitudinal Dynamics: A Case Study, Proceedings of the IFAC Symposium on Robust Control, 376-381, Rio de Janeiro.
  
• Waldmann, J. and S. Merhav (1992). Fusion of Depth Estimates from Instantaneous Stereo and Recursive Motion for 3-D Reconstruction, Proceedings of the 11th International Congress on Pattern Recognition, (1) 5-8, The Hague, Netherlands.
  
• Waldmann, J. and S. Merhav (1992). On the Effect of Pixel Quantization upon the Accuracy of Depth Recovery in Stereo Vision, Anais do 9 CBA, 245-250, Vitória.
  
• Waldmann, J. and S. Merhav (1992). Merging Sparse Optical Flow and Edge Connectivity between Image Features: A Representation Scheme for 2-D Display of Scene Depth, 32nd Israel Annual Conference on Aviation and Astronautics, 107-114, Tel Aviv.
  
• Waldmann, J. and S. Merhav (1991). Syntactic Depth Segmentation of Edge Images: A Representation Scheme for the 3-D Scene Layout, 17th IEEE Convention of Electrical and Electronics Engineers in Israel, 170-173, Tel Aviv.
  
• Waldmann, J. and S. Merhav (1990). An Investigation on the Feasibility of a Relaxation Method for Real-Time Depth Recovery from a Sequence of Images, Anais do 70 Simpósio Brasileiro em Inteligência Artificial, 235-243, Campina Grande.
  
• Waldmann, J. and S. Merhav (1990). Real-Time Reconstruction of Terrain Features from Sequences of Images During Low-Level Flight, 1 Simpósio Brasileiro de Tecnologia Aeroespacial, 211- 212, São José dos Campos.
  
• Waldmann, J. (1988). Percepção Visual em Navegação Rasante, Anais do 7o CBA, 1016-1021, São José dos Campos.                                                                                                                                                                                                                                                                   
•  Faria, L.J.; Costa, R.D.; Andrade-Filho, J.P.; Duenas, C.R.E.R.; DE Nadai, F.C.; Barros, C.J.C.; Adabo, G.J.; Tanaka, N.M.; Morais,C.R.G.; Francisco-Junior, A.; Lazarini, R.; Shitara, N (1984). "Sistema de energia proposto para o satélite de coleta de dados brasileiro". IV Simpósio Brasil-Japão em Ciência e Tecnologia, São José dos Campos, SP.
  
• Senne, E.L.F.; Francisco-Júnior, A.; Bins, L.S.; Monteiro, A.M.V.; Velasco, F.R.D(1988). "Um Sistema Especialista para Especificação de Produtos de Imagem de Satélite", V Simpósio Brasileiro de Sensoriameno Remoto, Natal, RN.
  
• Senne, E.L.F.; Francisco-Júnior: A.; Bins, L.S.; Monteiro, A.M.V.; Velasco F.R.D(1988). "SP-ATUS: Um Sistema Especialista em Especificação de Imagens de Satélite", V Simpósio Brasileiro de Inteligência Artificial, Natal, RN.
  
• Mendes, C.L.; Francisco-Júnior, A.; César, C.A.C.; Velasco, F.R.D(1988). "A SIMD System for Image Processing", SIBGRAPI 89: II Simpósio Brasileiro de Computação Gráfica e Processamento de Imagens, Águas de Lindóia, São Paulo.
  
• Mendes, C.L.; Francisco-Júnior, A.; César, C.A.C.; Velasco, F.R.D(1989). "A SIMD System for Image Processing", ICS-89: 1989 International Conference on Supercomputing, Grete, Greece, (aceito para uma sessão especial de artigos contribuintes).
  
• Francisco, A(1992). "Continuous Vergence Micromovements and Depth Perception", Nordic Summer School on Active Vision and Geometric Modelling, Aalborg, Dinamarca.
  
  
• Francisco, A(1992). "Vergence Micromovements and Depth Perception", British Machine Vision Conference: 1992 (BMVC92), University of Leeds, Leeds, Inglaterra, 21 a 24 de setembro, 1992. Este artigo foi selecionado entre os 21 melhores artigos submetidos à BMVC92 e consequentemente sujeito a publicação no "Image and Vision Computing Journal".
  
• Francisco, A(1993). "Relative Depth from Vergence Micromovements", Fourth International Conference on Computer Vision (ICCV93), Humboldt University, Berlim, Alemanha.
  
  
• Francisco, A(1993). "Continuous Vergence Movements for Relative Depth Acquisition", The 8th Scandinavian Conference on Image Analysis (8SCIA), Tromso, Noruega.
  
• Francisco, A(1993). "On the importance of being asymmetric in stereo - or Why we should use skewed parallel cameras", The 1993 Stockholm Workshop on Computational Vision, Rosenon, Estocolmo, Suécia.
  
• Francisco,A(1994). "Micromovimentos Contínuos de Vergencia para a Percepção de Profundidade Relativa", Workshop sobre Visão Cibernética, Instituto de Física de São Carlos/USP, São Carlos, SP.
  
• Francisco, A(1995). "Continuous Principal Distance Change for Binocular Depth Perception", Image and Vision
  Computing Journal, v.3, n.2, pp.101-109. Este artigo foi selecionado entre os 5 melhores artigos brasileiros publicados na área tecnológica pela comissão organizadora do "1o Prêmio COMPAQ de Estímulo `a Pesquisa e Desenvolvimento em Informática".
  
• Francisco, A. e Bergholm, F(1995) "On the importance of being asymmetric in stereo", The 9th Scandinavian Conference on Image Analysis (9SCIA), Uppsala, Suécia.
  
• Francisco, A.; Smidt D.G.; BorgesS JR.E(1996). "Sistema de visão computacional para a análise automática do sêmem humano", III FNCTS, Campos do Jordão, SP.
  
• Francisco, A.; Smidt D.G.; Borges JR.E(1996). "Computer Vision System for Motility and Morphological Analysis of Spermatozoa Populations", Revista Brasileira de Engenharia Biomédica/Caderno de Engenharia Biomédica (RBE/CEB), edição especial "Engenharia Biomédica na América Latina".
  
• Francisco, A. e Bergholm, F(1996) "On the Horopter and Hering-Hillebrand deviation", II Workshop sobre Visão Cibernética, Instituto de Física de São Carlos/USP, São Carlos, SP.
  
• 7 - Outros Trabalhos
  
• Francisco-Júnior, A.; Franco, P.M.D(1980). "Conversor CC-CC Pulsador-Controlador de velocidade para motores CC", Rio de Janeiro, RJ, Pontifícia Universidade Catãlica do Rio de Janeiro - RJ.
  
• Francisco-Júnior, A.; Salgado, A.E.M(1980). "Painel eletrônico controlado pelo microprocessador 8080", Rio de Janeiro, RJ, Pontifícia Universidade Catãlica do Rio de Janeiro.
  
• Francisco-Júnior, A(1966). "Uma Aplicação de Migração Vertical para Aumento de Desempenho do Núcleo de um Sistema Operacional", São José dos Campos, SP, Instituto de Pesquisas Espaciais-INPE.
  
• Francisco-Júnior, A. "Arquiteturas Lógicas", São José dos Campos, SP, Instituto de Pesquisas Espaciais-INPE.
  
• Francisco-Júnior, A. "Migração Vertical de um Núcleo de Sistema Operacional", São José dos Campos, SP, Instituto de Pesquisas Espaciais-INPE.
  
• Francisco-Júnior, A.; Oleinki, V.A.D(1990). "Protocolos de Níveis Inferiores da Rede TOP", São José dos Campos, SP, Instituto de Pesquisas Espaciais - INPE.
  
• Francisco-Júnior, A(1991). "The Role Of Vergence Micromovements On Depth Perception", Department of Computer and Information Science, School of Engineering and Applied Science, General Robotics and Active Perception laboratory, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, USA.
  
• Francisco, A(1993). "Continuous Vergence Movements for Depth Perception", Department of Numerical Analysis and Computing Science (NADA), Computer Vision and Active Percetion laboratory (CVAP), Royal Institute of Technology (KTH), Estocolmo, Suécia, Licenciate thesis.
  
• Francisco, A(1994). "Active Structure Acquisition by Continuous Fixation Movements", Department of Numerical Analysis and Computing Science (NADA), Computer Vision and Active Percetion laboratory (CVAP), Royal Institute of Technology (KTH), Estocolmo, Suécia, PhD thesis.
  
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  Links sobre Visão Ativa :
  
  The Laboratory for Perceptual Robotics
  Active visual perception
  Active Vision for Autonomous
  ISPRD IWG V/III "Image Sequences"
  Computer Vision Links
  Calibration
  The Cibernetic Vision Research Group at IFSC-USP
  Binocular Camera Platform Home Page
  Binocular Camera Heads
  The vision-head
  Computer vision and Robotics Info
  
  
  

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  Integrantes do Projeto :
  
• Jacques Waldmann:
    Professor Coordenador do Laboratório-ITA
  
• Antônio Francisco Junior:
    Pesquisador Coordenador do Laboratório-INPE
  
• Neusa Maria Franco de Oliveira:
  Aluna do curso de pós-graduação do ITA
  
• Claudio David da Mota:
  Técnico em Eletrônica no ITA
  
• Alvimar Pereira de Lucena :
  Aluno de graduação T.97
  
• Edvaldo Marques Bispo:
  Bolsista Recém-Doutor do CNPq
  
• Carlos Eduardo Ceravolo:
    Aluno de graduação T.97
  
  
  Interessados em participar do projeto ou enviar sugestões sobre o assunto devem entrar em contato com :
  
  

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Última atualização:	Página construída por:
04/04/97	Claudio David da Mota