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Movimiento y trayectoria

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La detección y estimación del movimiento propio y de objetos externos es uno de los cómputos más fundamentales del sistema visual. La ecuación de flujo óptico (Horn-Schunck) establece la restricción básica: la intensidad de un punto no cambia entre frames (I_x·u + I_y·v + I_t = 0), pero esto es ambiguo para una sola orientación de borde (problema de la apertura).

El estimador de Lucas-Kanade resuelve la ambigüedad acumulando la restricción de flujo óptico sobre una ventana espacial y resolviendo por mínimos cuadrados. El resultado es robusto cuando la imagen tiene gradientes en múltiples direcciones (esquinas, texturas). El sistema visual de vertebrados implementa un cómputo similar en la jerarquía V1MTMST.

El tiempo hasta el impacto _TTC = / es una invariante óptica particularmente útil para control de aterrizaje, esquiva de objetos y captura de presas. No requiere conocer ni la distancia d ni la velocidad d/dt por separado, solo la expansión angular observable directamente en la retina. Las abejas usan _TTC para regular la velocidad de aterrizaje; halcones y langostas lo usan para capturar presas.

El modelo de Reichardt es el detector de movimiento implementado por los sistemas visuales de insectos (neuronas H1 de mosca). Compara la señal de un receptor con la señal retrasada de un receptor vecino: el producto detecta correlación espacio-temporal que indica movimiento en una dirección. Es direccionalmente selectivo y está libre de ambigüedades de contraste.

La navegación proporcional (PN) es la ley de guiado que maximiza la probabilidad de interceptar una presa en movimiento. Ajusta la aceleración lateral en proporción a la tasa de rotación de la línea de visión (d/dt): si la línea de visión gira, la presa no converge hacia el intercepto y se necesita corrección. Libélulas y halcones implementan PN con N 35, muy cerca del óptimo teórico.

>Modelo

ID:('ky', 583)


Movimiento y trayectoria

Descripción

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$N$
N
Constante de navegación proporcional
1
$M$
M
Detección binaria de movimiento
1
$I_1$
I1
Intensidad receptor 1
1
$I_2$
I2
Intensidad receptor 2
1
$R_{ m out}$
R_out
Salida detector Reichardt
1
$\theta_{ m mot}$
theta_mot
Umbral de movimiento
1
$I_x$
I_x
Gradiente espacial horizontal
1/m
$I_y$
I_y
Gradiente espacial vertical
1/m
$A$
A
Matriz de gradientes visuales
1/m
$I_t$
I_t
Gradiente temporal de intensidad
1/s
$b$
b
Vector temporal (-I_t)
1/s
$sigma_v$
sigma_v
Deriva de velocidad
m/s
$u$
u
Flujo óptico horizontal
m/s
$v$
v
Flujo óptico vertical
m/s
$V_{ m closing}$
V_closing
Velocidad de cierre
m/s
$a_{ m pursuer}$
a_pursuer
Aceleración lateral de persecución
m/s²
$a(t)$
a
Aceleración propia
m/s²
$sigma_a$
sigma_a
Ruido de aceleración
m/s²
$\theta$
theta
Tamaño angular
rad
$dot{lambda}$
lambda_dot
Tasa de línea de visión
rad/s
$\dot{\theta}$
theta_dot
Velocidad de expansión angular
rad/s
$t$
t
Tiempo
s
$ au_{ m TTC}$
tau_TTC
Tiempo hasta contacto
s

ID:(0, 583)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile