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Quando se trata de câmeras para inspeção, monitoramento e investigação de padrões ou fenômenos é necessária alta resolução espacial, uma alta quantidade de pixels e uma alta resolução temporal, com alta frequência de aquisição. Contudo, muitas vezes, esse equipamento pode ser caro ou encontrar-se indisponível. Por isso que doutorandos do Departamento de Engenharia Mecânica (PME) da Escola Politécnica (Poli) da USP desenvolveram a patente Suporte para alinhamento óptico de câmeras para aquisição de imagens multiframe. 

A tecnologia pretende unir um conjunto de câmeras simples para realizar o trabalho de uma única câmera especializada. Assim permitindo, por exemplo, que o equipamento investigue um escoamento de bolhas na produção de hidrogênio em um reator industrial ou a fumaça em um sistema de detecção de incêndio em um ambiente comercial ou residencial.

“Você tem uma câmera com alta resolução temporal e baixa resolução parcial ou vice-versa. É como se fosse a metáfora do lençol curto, você está com frio e você quer cobrir o nariz, mas, quando você cobre o nariz, você deixa as pernas descobertas. Então a nossa invenção, de certa forma, atua para quebrar esse limite de alta resolução temporal e parcial simultâneo na aquisição das imagens”, explica Rodrigo de Lima Amaral, pós-doutorando pela Poli.

Sensores portáteis 

Atualmente uma câmera digital amadora possui uma alta resolução parcial, por isso, o suporte permite o alinhamento de até quatro aparelhos para produzir, em conjunto, uma imagem que forneça alta resolução espacial e temporal. “O suporte usa um conjunto de espelhos que permitem que as câmeras fiquem alinhadas e gravem o mesmo campo de visão, essas câmeras são sincronizadas e as imagens são intercaladas para que em conjunto elas produzam o que a gente chama de imagens resolvidas no tempo”, acrescenta Amaral. 

Os pesquisadores apontaram o avanço tecnológico das câmeras portáteis como inspiração para a patente. “Talvez seja possível usar essas câmeras de mais baixo custo como a câmera do celular para fazer esse tipo de medição, só que aí você tem essa dificuldade da resolução temporal de não ter uma frequência de aquisição de frames por segundo tão rápida dessas câmeras. Então, nesse sentido, a gente teve a ideia do suporte”, relata Vítor Augusto Andreghetto Bortolin, doutorando na Poli. 

O suporte possui um tamanho compacto e pode ser fabricado por meio de uma impressora 3D, possibilitando sua produção sob demanda. Pode incluir piers pretos, que são divisores de luz refletindo a imagem para uma câmera e permitindo que a mesma imagem passe para outra câmera; ou ainda espelhos de cromo, que refletem uma cor específica para uma câmera enquanto permitem que as outras cores passem para outra câmera.

A tecnologia ainda está em etapa de desenvolvimento e os pesquisadores destacam a importância de parceiros que possam fornecer os instrumentos ópticos necessários à patente e à impressão dos suportes em larga escala. Bernardo Luiz Harry Diniz Lemo, doutorado na Poli, conta que “consideramos ser possível corrigir certas falhas nas imagens, por exemplo, certos desalinhamentos, por mais pequenos que sejam, por isso estamos desenvolvendo outras patentes e outros softwares para correção a posteriori desses problemas”.

*Sob supervisão de Cinderela Caldeira e Paulo Capuzzo