In this thesis a methodology for representing 3D subjects and their deformations in adverse situations is studied. The study is focused in providing methods based on registration techniques to improve the data in situations where the sensor is working in the limit of its sensitivity. In order to do this, it is proposed two methods to overcome the problems which can difficult the process in these conditions. First a rigid registration based on model registration is presented, where the model of 3D planar markers is used. This model is estimated using a proposed method which improves its quality by taking into account prior knowledge of the marker. To study the deformations, it is proposed a framework to combine multiple spaces in a non-rigid registration technique. This proposal improves the quality of the alignment with a more robust matching process that makes use of all available input data. Moreover, this framework allows the registration of multiple spaces simultaneously providing a more general technique. Concretely, it is instantiated using colour and location in the matching process for 3D location registration.

Dans ce travail, nous proposons une représentation efficace de l’environnement adaptée à la problématique de la navigation autonome. Cette représentation topométrique est constituée d’un graphe de sphères de vision augmentées d’informations de profondeur. Localement la sphère de vision augmentée constitue une représentation égocentrée complète de l’environnement proche. Le graphe de sphères permet de couvrir un environnement de grande taille et d’en assurer la représentation. Les "poses" à 6 degrés de liberté calculées entre sphères sont facilement exploitables par des tâches de navigation en temps réel. Dans cette thèse, les problématiques suivantes ont été considérées : Comment intégrer des informations géométriques et photométriques dans une approche d’odométrie visuelle robuste ; comment déterminer le nombre et le placement des sphères augmentées pour représenter un environnement de façon complète ; comment modéliser les incertitudes pour fusionner les observations dans le but d’augmenter la précision de la représentation ; comment utiliser des cartes de saillances pour augmenter la précision et la stabilité du processus d’odométrie visuelle. / Our aim is concentrated around building ego-centric topometric maps represented as a graph of keyframe nodes which can be efficiently used by autonomous agents. The keyframe nodes which combines a spherical image and a depth map (augmented visual sphere) synthesises information collected in a local area of space by an embedded acquisition system. The representation of the global environment consists of a collection of augmented visual spheres that provide the necessary coverage of an operational area. A "pose" graph that links these spheres together in six degrees of freedom, also defines the domain potentially exploitable for navigation tasks in real time. As part of this research, an approach to map-based representation has been proposed by considering the following issues : how to robustly apply visual odometry by making the most of both photometric and ; geometric information available from our augmented spherical database ; how to determine the quantity and optimal placement of these augmented spheres to cover an environment completely ; how tomodel sensor uncertainties and update the dense infomation of the augmented spheres ; how to compactly represent the information contained in the augmented sphere to ensure robustness, accuracy and stability along an explored trajectory by making use of saliency maps.

Tesis por compendio / [ES] A mediados del siglo XX inició en el continente europeo, especialmente en Francia y Bélgica, una nueva disciplina denominada Ergonomía Centrada en la Actividad. Esta disciplina está enfocada en el análisis del trabajo con el fin de optimizar las condiciones laborales. El propósito de la intervención ergonómica es mejorar componentes que interactúan en el sistema o en la actividad del trabajo (las personas, la organización, la tecnología y el ambiente), interrelacionando aspectos de salud, seguridad, productividad y calidad. En investigaciones anteriores a la presente el doctorando identificó la necesidad de mejora de las herramientas empleadas por los profesionales para la evaluación de factores de riesgo ergonómico, motivando así el desarrollo de la presente investigación. Inicialmente se analizaron métodos generales empleados por los diseñadores para establecer aquellos susceptibles de mejora con la introducción de nuevas tecnologías. En una segunda fase se identificaron y analizaron dispositivos tecnológicos orientados al rastreo de la actividad humana aplicables en el ámbito de las metodologías de la ergonomía ocupacional para los sectores productivos. Como resultado se concluyó que los sensores RGB-D y el Eye-Tracking (rastreo ocular) son dispositivos aplicables para ayudar a mejorar las condiciones en los puestos de trabajo, el primero para distribuir las áreas de trabajo y el segundo para la mejora de las interfaces del usuario. En esta TD se desarrollaron técnicas y métodos para el empleo de estos dispositivos logrando el diseño ergonómico de puestos de trabajo con aplicación práctica (artículos 2 y 3). Durante la realización de esta TD, bajo las directrices del Programa de Doctorado en Tecnologías para la Salud y el Bienestar de la Universidad Politécnica de Valencia, se publicaron tres artículos en revistas que durante el año de su publicación estuvieron indexadas en el primer cuartil de su categoría en el Journal Citation Report, las cuáles sustentan los resultados de la investigación. En ellos se evidenció cómo los avances tecnológicos implementados en Ergonomía producen cambios importantes en el diseño de los puestos de trabajo, y minimizan los tiempos y los movimientos que se requieren en las diferentes actividades laborales, garantizando así una ubicación óptima del recurso humano en los sistemas de producción y generando a su vez estrategias que disminuyen los Trastornos Músculo Esqueléticos (TMEs). / [CA] A mitjan segle XX es va desenvolupar en el continent europeu, especialment a França i Bèlgica, una nova disciplina denominada Ergonomia Centrada en l'Activitat. Aquesta disciplina està enfocada en l'anàlisi del treball amb la finalitat d'optimitzar les condicions laborals. El propòsit de la intervenció ergonòmica és millorar els components que interactuen en el sistema o en l'activitat del treball (les persones, l'organització, la tecnologia i l'ambient), interrelacionant els aspectes de salut, seguretat, productivitat i qualitat. En investigacions anteriors a la present el doctorand va identificar la necessitat de millora de les eines emprades pels professionals per a l'avaluació de factors de risc ergonòmic, motivant així el desenvolupament de la present investigació. Inicialment es van analitzar els mètodes habituals empleats pels ergónoms per a establir aquells susceptibles de millora amb la introducció de noves tecnologies. En una segona fase es va identificar i analitzar els dispositius tecnològics orientats al monitoratge de l'activitat humana aplicables en l'àmbit de les metodologies de l'ergonomia ocupacional per als sectors productius. Com a resultat es va concloure que els sensors RGB-D i el Eye-Tracking són dispositius aplicables per a ajudar a millorar les condicions en els llocs de treball, el primer per a distribuir les àrees de treball i el segon per a la millora de les interfícies de l'usuari. En aquesta TD es van desenvolupar tècniques i procediments per a l'ús d'aquests dispositius aconseguint el disseny ergonòmic de llocs de treball amb aplicació pràctica (articles 2 i 3). Durant la realització d'aquesta TD, sota les directrius del Programa de Doctorat en Tecnologies per a la Salut i el Benestar de la Universitat Politècnica de València, es van publicar tres articles en revistes, que durant l'any de la seua publicació, van estar indexades en el primer quartil de la seua categoria en el Journal Citation Report, les quals sustenten els resultats de la investigació. En ells es va evidenciar com els avanços tecnològics implementats en Ergonomia produeixen canvis importants en el disseny dels llocs de treball, minimitzen els temps i els moviments que es requereixen en les diferents activitats laborals, garantint així una ubicació òptima del recurs humà en els sistemes de producció i generant al seu torn estratègies que disminueixen els Trastorns Músculesquelètics. / [EN] Around the middle of XX century in Europe, especially in France and Belgium, a new discipline named Activity Focused Ergonomics was developed. This concept is based on the task analysis aiming to optimize working conditions. The purpose of the ergonomic intervention is to improve the components interacting within the system or the work activities (people, organization, technology and environment), correlating all health, safety, productivity and quality facts. In previous research, the ergomists identified the improvement need of those tools used by professionals to assess ergonomic risk factors, enhancing therefore the development of this present research. In the beginning, regular methods used by ergonomics specilists were analized in order to define those that could be improved with the introduction of new technologies. In a second phase, technological devices aimed to monitorize human activity, as well as those applicable for the occupational ergonomics methodologies in productive sectors were identified and analyzed. The conclusion that came as a result was that RGB-D sensors and Eye-Tracking are actual workstations conditions' improving devices, the first one is used to better organize working areas and the second one to optimize the user's interfaces. This Doctoral Thesis develops techniques and procedures to correctly use these devices obtaining workstations ergonomic designs with practical applications (articles 2 and 3). Along the development of this Doctoral Thesis, under the Polytechnic University of Valencia Doctoral School for Health and Wellbeing Technologies program directions, three articles were published in magazines which, throughout their publication year were indexed within its cathegory's first quartile at the Journal Citation Report, supporting the research results. The articles evidenced how the technological progress implemented in Ergonomics produce important changes in the workstations design and minimize times and movements required in different working activities, ensuring human resources' optimal location within the production systems and also developing Musculoskeletal Disorders reduction strategies. / Garzón Leal, DC. (2020). Nuevas tecnologías aplicadas a la ergonomía ocupacional. Empleo de sensores RGBD y EyeTracking en la mejora ergonómica de puestos de trabajo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/156052 / Compendio