Con uno smartphone, mappe 3D per la realtà aumentata e il controllo del distanziamento fisico

Utilizzare le immagini di una singola telecamera, anche quella di un semplice smartphone, per ricostruire in tempo reale complesse mappe 3D di un ambiente che possono poi essere implementate, per esempio, in applicazioni di realtà aumentata, oppure per sistemi di monitoraggio del distanziamento fisico.

Sono le applicazioni sviluppate all’Università di Bologna e presentate oggi all’Expo di Dubai nell’ambito del progetto Internet of Things, iniziativa che coinvolge i quattro atenei dell’Emilia-Romagna. L’Alma Mater partecipa con il Computer Vision Lab del Dipartimento di Informatica – Scienza e Ingegneria.

Gli studiosi coinvolti mostreranno come, utilizzando tecniche di deep-learning, sia possibile utilizzare le immagini di una o più videocamere per ottenere informazioni dettagliate sulla struttura 3D di una scena.

"Questa tematica di ricerca è di grande interesse per svariati campi applicativi come la guida autonoma, la realtà aumentata, sistemi IOT, la robotica e la videosorveglianza", spiega il professor Stefano Mattoccia. "Le metodologie basate sul deep-learning sono oggi lo stato dell’arte e su questo il nostro gruppo di ricerca è molto attivo, soprattutto per quanto riguarda metodologie di tipo unsupervised, che facilitano enormemente l’addestramento delle reti".

Gli studiosi hanno infatti sviluppato reti in grado di inferire la struttura 3D di una scena in tempo reale a partire da dispositivi a ridotto consumo di energia, anche utilizzando una sola telecamera (sistemi monoculari) come quella di uno smartphone.

Partendo da questi risultati, all’Expo di Dubai saranno presentate due applicazioni. La prima permette di dare vita in tempo reale a mappe 3D dettagliate al fine di rendere più consistente con l’ambiente esplorato un’applicazione di realtà aumentata.

A partire da una rete che elabora una singola immagine, il sistema riesce infatti a ricostruire la struttura 3D della scena, e questo può permettere ad esempio di inserire al suo interno oggetti virtuali che interagiscono in modo coerente con l'ambiente reale.

Un sistema per il monitoraggio in tempo reale del distanziamento fisico è invece la seconda applicazione che sarà presentata. Anche in questo caso, il punto di partenza è la creazione di mappe 3D a partire da sistemi monoculari, che utilizzano cioè una singola telecamera e adattabili quindi a qualsiasi ambiente.

Una volta installata la telecamera, la tecnologia sviluppata permette di generare una mappa 3D che, opportunamente scalata, consente di rilevare le distanze assolute tra le persone. In questo modo è possibile controllare in tempo reale il distanziamento fisico tra gli individui che frequentano l'ambiente monitorato, distinguendo tra situazioni di non pericolo, casi di eccessivo avvicinamento e violazioni vere e proprie dei limiti di distanziamento.