MATCHING DE VISTAS PARCIALES BASADO EN EL C ´ ALCULO DE COMPONENTES PRINCIPALES Santiago Salamanca Mi˜ no Escuela de Ingenier´ ıas Industriales, UEX, ssalaman@unex.es Carlos Cerrada Somolinos Escuela T´ ecnica Superior de Ingenier´ ıa Industrial, UNED, ccerrada@ieec.uned.es Antonio Ad´ an Oliver Escuela Superior de Ingenier´ ıa Inform´ atica, UCLM, Antonio.Adan@uclm.es Pilar Merch´ an Garc´ ıa Escuela de Ingenier´ ıas Industriales, UEX, pmerchan@unex.es Miguel Ad´ an Oliver Escuela Universitaria de Ingenier´ ıa T´ ecnica Agr´ ıcola, UCLM, madan@roble.pntic.mec.es Resumen En este paper se presenta un m´ etodo para la es- timaci´ on de la posici´ on (rotaci´ on+traslaci´ on) en- tre los datos de rango de una vista parcial y los del objeto completo al cual pertenece. Para ello se crear´ a una base de datos con las componentes principales de las distintas vistas parciales obte- nidas virtualmente del objeto completo y se com- parar´ an con las del parcial. Este proceso permite calcular una primera aproximaci´ on de la transfor- maci´ on entre ambas entidades que, posteriormen- te, ser´ a refinada mediante la aplicaci´ on del algo- ritmo Iterative Closest Point (ICP). Se mostrar´ a que el m´ etodo propuesto no s´olo per- mite calcular, con una elevada tasa de acierto, la mejor transformaci´ on sobre vistas parciales, sino tambi´ en sobre vistas parciales con oclusiones. Para ello se muestran un conjunto de resultados expe- rimentales obtenidos sobre datos de rango reales. Palabras clave: Matching, datos de rango, com- ponentes principales, ICP, visi´ on por computador. 1. INTRODUCCI ´ ON El problema de matching resuelve el posiciona- miento de un objeto perteneciente a una escena con respecto a un sistema de referencia ligado a ese mismo objeto almacenado en una base de da- tos. El caso que se plantea en este trabajo es el acopla- miento de los datos 3D, o datos de rango, de una vista parcial sobre los datos del objeto completo. Su resoluci´ on es de gran inter´ es pr´actico ya que puede ser empleado en tareas con robots indus- triales, navegaci´ on de robots m´ oviles,inspecci´on visual, etc. Para abordar el problema es necesario generar un modelo que nos permita extraer informaci´ on de los datos de partida y los represente. Con respecto a estas representaciones existen dos categor´ ıa fun- damentales [9]: representaci´on basada en el objeto y representaci´on centrada en las vistas. La primera crea modelos bas´andose en carac- ter´ ısticas representativas de los objetos. ´ Estos pue- den, a su vez, dividirse en cuatro categor´ ıas funda- mentales: representaci´on basadas en curvasy fron- teras, representaci´on axial, descripci´ on superficial y representaci´on volum´ etrica. De ´ estas la m´as empleada es la tercera, en la que se busca una representaci´on de la superficie defi- nida por los datos de rango para, posteriormente, extraer caracter´ ısticas sobre ellas. Podemos citar, por ejemplo, los modelos esf´ ericos. Entre ellos los m´as importantes son los basados en el c´alculo del Simplex Angle Image [1, 2, 6, 7] que es una ca- racter´ ısticas de tipo geom´ etrico medida sobre los nodos de una malla hexagonal que se ha aproxi- mado a los datos de rango. En general, el empleo de los modelos basados en los objetos son de dif´ ıcil aplicaci´ on en el matching de vistas parciales. Con respecto a la representaci´on centrada en las vistas, trata de generar el modelo en funci´ on de la apariencia del objeto desde distintos puntos de vis- ta. Dentro de esta categor´ ıa existen muchas t´ ecni- cas [9]. De todas ellas cabe citar los m´ etodos ba- sados en componentes principales [4, 12], que se basan en el empleo de ´ estas para la reducci´on de la base de datos de las im´agenes de rango de un objeto generadas desde distintos puntos de vista. El m´ etodo que proponemos en este trabajo se en- cuentra a mitad de camino entre las dos categor´ ıas ya que no captaremos tanto la apariencia del ob- jeto desde cada punto de vista, sino una medida caracter´ ıstica de ´ este. En concreto mediremos tres “distancias” cr´ ıticas para cada punto de vista del objeto. Esta distancia se determinar´a mediante el