Estimación de zonas cruzables utilizando el sensor Kinect

La búsqueda de robots o sistemas automáticos que puedan moverse por entornos por los que podemos pasar los humanos es muy importante. Para disponer de una movilidad íntegra que les permitan desempeñar trabajos e imitar las actividades de los seres humanos estos sistemas deberán disponer un software y un hardware que les permita desarrollar dichas acciones. Este trabajo está centrado en el diseño de un software que, mediante la interpretación de imágenes tomadas con la cámara Kinect de Microsoft, sea capaz de estimar los planos por los que un robot o sistema equipado con este dispositivo podría transitar sin el riesgo de colisionar con ningún objeto. Mediante la toma de nubes de puntos con el sensor Kinect, evaluaremos los puntos que estén dentro del plano formado por el suelo. Posteriormente obtendremos los puntos correspondientes a obstáculos posibles, los cuales proyectaremos y eliminaremos de la superficie del suelo obtenida anteriormente para dar con un resultado válido. Gracias a este dispositivo y al programa diseñado podremos encontrar las zonas cruzables de estancias con objetos, pudiendo incluso determinarlas en condiciones adversas como puede ser la poca/nula visibilidad. _____________________________________________________________________________________________________________________Many mobile robots need to move freely in environments designed for human beings. These systems must have a software and hardware that allow them to execute different tasks in these environments. This work is focused on designing a program that, through the interpretation of images taken with the Microsoft Kinect camera, estimates the surfaces where a robot equipped with this device can travel without any risk of collision. First, the points that belong to the floor are extracted from the initial point cloud. After that, the possible obstacles are estimated and removed and the traversable zones are computed. The designed program allows us to find free areas without objects and can even determine this in adverse conditions such as the low or zero visibility.Ingeniería Electrónica Industrial y Automátic

Hibridación de técnicas de ingeniería inversa para el modelado preciso de estructuras, edificios y ciudades

Uno de los temas más candentes de investigación en gráficos por computador de los últimos años es el uso de técnicas de realidad virtual y aumentada para el archivado, preservación y divulgación del patrimonio histórico y cultural. En este contexto, se plantea esta tesis relacionada con Sistemas de Gestión de la Información, GIS y Modelado 3D, Sistemas Estructurales y Patrimonio Industrial. Para poder simular y virtualizar la evolución histórica de una ciudad es necesario representar en primer lugar el estado actual, así como su disposición espacial como base del trabajo a realizar, y a partir de ahí, retroceder en el tiempo. El modelado tridimensional proporciona una herramienta valiosísima para representar o simular el desarrollo evolutivo de la ciudad. La metodología principal se basa en el uso de fotogrametría a partir de cámaras digitales convencionales (no métricas), la generación de nubes de puntos a partir de esas imágenes, la segmentación automática de objetos, generación de las superficies y texturizado conservando el material original, sobre todo en el caso del patrimonio histórico. Todo el proceso se realiza manteniendo la escala de trabajo y, hasta cierto punto, sin pérdida de precisión geométrica.Departamento de Construcciones Arquitectónicas, Ingeniería del Terreno y Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de EstructurasDoctorado en Ingeniería Industria

Aplicación de la fotogrametría con RPA, para analizar la calidad del pavimento flexible en la carretera Lima-Canta-Huallay, tramo Laguna 7 colores-Fantasma cordillera La Viuda-2023

El lugar donde se realizó el vuelo de RPA se encuentra ubicado en el departamento de Junín provincia de Yauli distrito de Marcapomacocha - CC. PP Yantac con una altura de 4682 m.s.n.m. a la cual es limítrofe con los departamentos de Lima y Cerro de Pasco. El tramo de vuelo fue en la carretera 20A Lima – Canta- Huayllay, tramo laguna 7 colores - fantasma cordillera la viuda. El corredor vial presenta una longitud de 203.796 km, el cual consta de cuatro tramos. Para la presente investigación, se realizó el vuelo en una parte del tramo 2 Canta - Huayllay (95.2 km). Provías Nacional señala que la intervención en este tramo consiste en realizar el mejoramiento y rehabilitación del tramo a nivel de carpeta asfáltica, de dos carriles, con un ancho de calzada de 7 20 m bermas de 0 90 m, así como el mejoramiento de los sistemas de drenaje, estabilización de taludes implementación de señales verticales y horizontales, en función de las características de la carretera a fin de prevenir y salvaguardar la seguridad en la vía, entre otros trabajos, que se encuentran en el Estudio Definitivo del Saldo de Obra. En la presente investigación, se llevó a cabo la aplicación de la fotogrametría con RPA, para analizar la calidad del pavimento flexible en la carretera Lima-Canta-Huallay, tramo Laguna 7 Colores-Fantasma cordillera la Viuda, 2023.The place where the RPA flight took place is located in the department of Junín, province of Yauli, district of Marcapomacocha - CC. PP Yantac with a height of 4682 m.s.n.m. which is bordered by the departments of Lima and Cerro de Pasco. The flight section was on highway 20A Lima - Canta- Huayllay, Laguna 7 Colores - Phantom Cordillera La Viuda section. The road corridor has a length of 203,796 km, which consists of four sections. For the present investigation, the flight was carried out in a part of section 2 Canta - Huayllay (95.2 km). Provías Nacional points out that the intervention in this section consists of carrying out the improvement and rehabilitation of the section at the level of the asphalt layer, with two lanes, with a road width of 7.20 m, shoulders of 0.90 m, as well as the improvement of the systems drainage, stabilization of slopes, implementation of vertical and horizontal signs, depending on the characteristics of the road in order to prevent and safeguard road safety, among other works, which are found in the Final Work Balance Study. In the present investigation, the application of photogrammetry with RPA was carried out, to analyze the quality of the flexible pavement on the Lima-Canta-Huallay highway, section Laguna 7 Colores-Fantasma cordillera la Viuda, 2023

Geotecnologías láser y fotogramétricas aplicadas a la modelización 3D de escenarios complejos en infografía forense

[ES]El estudio de la reconstrucción tridimensional de escenas y objetos para su posterior análisis es un tema objeto de investigación por diferentes disciplinas. Una de las disciplinas en las que se hace necesaria la obtención de modelos 3D es en la ingeniería forense, y más concretamente en el campo de la infografía. La infografía forense es una técnica que permite la reconstrucción virtual de diferentes hechos a través de la informática y el manejo de imágenes digitales. La gran ventaja que ofrecen las geotecnologías láser y fotogramétricas para la modelización de escenarios complejos en infografía forense es que son técnicas no invasivas y no destructivas. Es decir, a través de ellas quedará constancia documental de los indicios y evidencias presentes en el escenario, sin alterar en ningún momento sus posiciones espaciales ni sus propiedades físicas, además de dotar de rigor, exhaustividad y realismo a la reconstrucción del suceso. En esta Tesis Doctoral se ha demostrado que la aplicación de diversas geotecnologías tales como, las cámaras digitales convencionales (incluyendo los propios ¿Smartphones¿), los escáneres ¿Gaming Sensor¿ y los sistemas de cartografiado de interiores móviles (¿Indoor Mapping¿), son idóneas en la inspección ocular del delito para su posterior representación gráfica tridimensional. Más concretamente, en esta Tesis Doctoral se presentan las siguientes contribuciones: - Se propone una solución, basada en la integración de la fotogrametría de rango cercano y la visión computacional, como una alternativa eficiente a la reconstrucción 3D de objetos y escenarios complejos para infografía forense, garantizando flexibilidad (trabajar con cualquier tipo de cámara), automatismo (paso del 2d-imágenes al 3d-nubes de puntos) y calidad (resoluciones superiores a los sistemas láser) en los resultados. - Se desarrolla y valida una solución tecnológica sencilla y de bajo coste basada en los dispositivos activos de escaneado ¿Gaming Sensors¿ que permite el análisis dimensional y el modelado tridimensional de la escena forense a pequeñas distancias. - Se testea y valida un sistema novedoso de cartografiado de espacios interiores mediante láser móvil (indoor mapping), ideal en aquellos escenarios forenses complejos y de grandes dimensiones. - Se avanza en una estrategia que permite progresar en el paso de las nubes de puntos, ya sean láser y/o fotogramétricas, a los modelos CAD (Computer Aided Design), a través de la segmentación de dichas nubes de puntos en base al análisis de componentes principales (PCA-Principal Component Analysis), lo que supone una contribución directa al campo de la infografía forense

Metodología para la generación de mapas tridimensionales a partir de fotogrametría con vehículo aéreo no tripulado

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2016.Costa Rica is a country with many natural resources, where the economic development is linked to the agricultural production. Therefore, the loss of nutrients and problems related to erosion has a high impact. Some of the causes of this phenomenon are weather conditions, poor agricultural practices, excessive fertilizer use and other factors affecting the productive potential of soils.Erosion not only affects the soil, also pollutes the water resources through sediments. One method to quantify the soil erosion is through runoff plots, which usually are bounded by walls of metal embedded in the ground and a system of receiving tanks that allow storing water and quantify sediments. In our country, runoff plots are normally used to quantify the erosion, but its disadvantages in the cost of construction, maintenance, time, training, size and difficulties measuring make it a not effective method. Therefore, an alternative to runoff plots is being explored with the technique of UAV photogrammetry for generation of three-dimensional maps as a solution to quantify erosion. This project proposes the development of a methodology for generating three-dimensional maps from UAV photogrammetric data. This methodology will quantify erosion in a more systematic, accurate, and less invasive way in comparison to the utilization of runoff plots

Implementación de la fotogrametría con RPA para mejorar los tiempos en la supervisión de la construcción del campamento de la Minera Fenix Gold - Atacama – Chile

La siguiente investigación tiene el objeto de implementar la fotogrametría con RPA para mejorar los tiempos en la supervisión de la construcción del campamento de la minera Fenix Gold – Atacama – Chile. Los tiempos de la supervisión en la construcción minera es un factor importante que asegura el flujo continuo del proyecto; sin embargo, al tratarse de obras de gran magnitud, las tareas de supervisión se toman tiempos mayores a los estimados, pudiendo tener implicancia directa en los re trabajos por no permitir la detección de interferencias o incumplimientos en el diseño. En el desarrollo de esta investigación se recopila información de campo en forma de imágenes del avance de obras de construcción del campamento mediante vuelos fotogramétricos con puntos de control terrestre previamente planificados. Así mismo, en gabinete se procesan las imágenes hasta la obtención de productos como modelos de elevación (MDE) y ortomosaicos que servirán para la supervisión en el análisis del avance de obra de las partidas externas o superficiales tales como: replanteo, trazados, excavaciones, rellenos de hormigón, montaje de fundaciones y montaje modular. Finalmente, el trabajo de investigación confirma que la implementación de la fotogrametría con RPA mejora los tiempos de la supervisión de la construcción del campamento de la minera Fenix Gold – Atacama- Chile, pues, con los productos obtenidos se optimizó los tiempos de supervisión del avance de obra desde el punto de vista constructivo y de permisos, garantizando la continuidad del proyecto.The following research aims to implement photogrammetry with RPA to improve the times in the supervision of the construction of the Fenix Gold – Atacama – Chile mining camp. The timing of supervision in mining construction is an important factor that ensures the continuous flow of the project; However, as they are works of great magnitude, the supervision tasks take longer than the estimated times, and may have direct implications in the rework because it does not allow the detection of interferences or breaches in the design. In the development of this research, field information is collected in the form of images of the progress of construction works of the camp through photogrammetric flights with previously planned ground control points. Likewise, in the cabinet the images are processed until obtaining products such as elevation models (MDE) and orthomosaics that will serve for the supervision in the analysis of the progress of work of the external or superficial items such as: stakeout, layouts, excavations, concrete fillings, assembly of foundations and modular assembly. Finally, the research work confirms that the implementation of photogrammetry with RPA improves the times of the supervision of the construction of the camp of the mining company Fenix Gold – Atacama – Chile, since, with the products obtained, the times of supervision of the progress of the work were optimized from the constructive point of view and permits, ensuring the continuity of the project

Sistema de posicionamiento para un drone

El presente trabajo trata sobre el desarrollo de un sistema de posicionamiento basado en odometría visual para un drone que vaya a utilizarse en interiores o en lugares en donde no se dispone señal GPS. Para ello se ha usado ROS

Diseño de un robot humanoide de bajo coste mediante robot operating system

Enlaactualidadsonmuchoslosesfuerzosdeinvestigaciónenelcampodelarobótica humanoidebípeda,conlamotivacióndedotaralosrobotsdecapacidadesyhabilidades lo más cercanas a la naturaleza humana. Son varias las áreas de ingeniería involucradas en este tipo de robótica, como son la mecánica, el control, la electrónica, los sistemas de tiempo real o la visión artifical. ElpresenteproyectocomprendeeldiseñoydesarrollodelrobotClank,quepretende ser una plataforma robótica humanoide bípeda de bajo coste para la investigación de este tipo de sistemas. Para abordar el diseño se hará uso de la tecnología de impresión aditiva, mientras que el desarrollo software centra en tres áreas: la visión artificial, el controldebalanceoylacoordinaciónpostural.ElusodelibreríasdelibreaccesoyROS son el entorno de trabajo elegido para dar soporte a todo el sistema, y, en concreto, la integración del estándar ROS Industrial.Departamento de Ingeniería de Sistemas y AutomáticaMáster en Investigación en Ingeniería de Procesos y Sistemas Industriale

Puesta a punto de un sistema de digitalización 3D para la medición de piezas de revolución metálicas sin contacto

Tras los grandes avances que se producen continuamente en la industria, se ve la necesidad de digitalizar y medir las piezas sin contacto, gracias a los actuales avances de la tecnología existen multitud de técnicas. Esta digitalización permitirá modificar el tamaño de la pieza, una flexibilidad, ahorro en la fabricación… En este TFM se trabajará la medición sin contacto a través de la tecnología de la luz estructurada, con el fin de poder medir una pieza de revolución metálica. Se procederá primero, a la puesta a punto de la instalación configurando los distintos ajustes, para posteriormente realizar la digitalización. Se pondrá solución a una de las limitaciones que tiene esta tecnología con diversos revestimientos y técnicas con el fin de poder realizar la digitalización correctamente.Departamento de Ciencias de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Expresión Gráfica en la Ingeniería, Ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametría, Ingeniería Mecánica e Ingeniería de los Procesos de FabricaciónMáster en Ingeniería Industria

Diseño de un robot móvil con direccionamiento diferencial usando lógica difusa y escaneo lidar para desinfección por radiación UV-C de espacios cerrados

El presente trabajo de investigación titulado “Diseño de un robot móvil con direccionamiento diferencial usando lógica difusa y escaneo LiDAR para desinfección por radiación UV-C de espacios cerrados”, permitió mediante la radiación UV-C a través de tiras led ensambladas en un robot móvil la desinfección de espacios cerrados en hospitales. Se dimensionó la estructura mecánica y sistema eléctrico del robot móvil teniendo en cuenta su autonomía energética y velocidad máxima, asimismo se seleccionó un controlador Raspberry Pi para hacer el procesamiento de las señales del sensor LiDAR y lograr hacer un mapeo de la zona a desinfectar. El presente trabajo de investigación se justificó pues tiene valor teórico, beneficio práctico, por su conveniencia y en base a la rentabilidad que generaría la aplicación del diseño de un robot móvil con direccionamiento diferencial para la desinfección de espacios reducidos en hospitales. El marco teórico se basó en las nociones de robots móviles, sistema LiDAR, sistema operativo para robots, control difuso, localización y mapeo simultáneo (SLAM) y desinfección por radiación UV-C. Como resultado de la investigación, se elaboró una interfaz de simulación mediante Gazebo un simulador de robótica de código abierto, donde se hacen pruebas de evasión de obstáculos del robot móvil con éxito para la desinfección mediante radiación UV-C en espacios cerrados. Se concluyó que el uso de un robot móvil para desinfección por radiación UV-C de espacios reducidos es de mucha utilidad para eliminar el 99,9% de los gérmenes y otros microorganismos como virus de forma autónoma para mayor seguridad del personal médico, lo cual a su vez conlleva a una disminución en la propagación del COVID-19