Un enfoque de transmisión de datos 3D de múltiples niveles de detalle para la visualización remota de baja latencia en tareas de teleoperación
Autores: Pacheco-Gutierrez, Salvador; Niu, Hanlin; Caliskanelli, Ipek; Skilton, Robert
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un enfoque de transmisión de datos 3D de múltiples niveles de detalle para la visualización remota de baja latencia en tareas de teleoperación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Teleoperación robótica
Cámaras 3D
Nubes de puntos
Estrategia de compresión
Estructuras de codificación en forma de árbol
Nivel de detalle
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En la teleoperación robótica, el conocimiento del estado del entorno remoto en tiempo real es primordial. Los avances en el desarrollo de cámaras 3D altamente precisas capaces de proporcionar nubes de puntos de alta calidad parecen ser una solución viable para generar entornos virtuales en vivo y actualizados. Desafortunadamente, la excepcional precisión y alta densidad de estos datos representan una carga para las comunicaciones que requieren un gran ancho de banda, afectando configuraciones donde los sistemas local y remoto están particularmente distantes geográficamente. Este documento presenta una estrategia de compresión de múltiples niveles de detalle (LoD) para datos 3D basada en estructuras de codificación en forma de árbol capaces de comprimir un solo marco de datos a múltiples resoluciones utilizando parámetros configurados dinámicamente. El nivel de compresión (resolución) de los objetos se prioriza en función de: (i) la ubicación en la escena; y (ii) el tipo de objeto. Para el primero, se implementan técnicas clásicas de ajuste y segmentación de nubes de puntos; para el segundo, se considera la priorización definida por el usuario. Los resultados obtenidos se comparan utilizando una técnica de compresión de LoD única (escena completa) propuesta anteriormente por los autores. Los resultados mostraron una mejora considerable en el tamaño de los datos transmitidos y la tasa de actualización de fotogramas, manteniendo una baja distorsión después de la descompresión.
Descripción
En la teleoperación robótica, el conocimiento del estado del entorno remoto en tiempo real es primordial. Los avances en el desarrollo de cámaras 3D altamente precisas capaces de proporcionar nubes de puntos de alta calidad parecen ser una solución viable para generar entornos virtuales en vivo y actualizados. Desafortunadamente, la excepcional precisión y alta densidad de estos datos representan una carga para las comunicaciones que requieren un gran ancho de banda, afectando configuraciones donde los sistemas local y remoto están particularmente distantes geográficamente. Este documento presenta una estrategia de compresión de múltiples niveles de detalle (LoD) para datos 3D basada en estructuras de codificación en forma de árbol capaces de comprimir un solo marco de datos a múltiples resoluciones utilizando parámetros configurados dinámicamente. El nivel de compresión (resolución) de los objetos se prioriza en función de: (i) la ubicación en la escena; y (ii) el tipo de objeto. Para el primero, se implementan técnicas clásicas de ajuste y segmentación de nubes de puntos; para el segundo, se considera la priorización definida por el usuario. Los resultados obtenidos se comparan utilizando una técnica de compresión de LoD única (escena completa) propuesta anteriormente por los autores. Los resultados mostraron una mejora considerable en el tamaño de los datos transmitidos y la tasa de actualización de fotogramas, manteniendo una baja distorsión después de la descompresión.