[ES] El foco principal de esta tesis se sustenta en conformar la vinculación entre la transferencia del conocimiento y la capacidad de innovación en servicios enmarcado en el sector hotelero. El estudio de las relaciones existentes entre la visión global que se aprecia holísticamente junto con los lazos de la red y la capacidad de aprendizaje continuo de las organizaciones como factores que influyen en la capacidad de transferencia del conocimiento. El trabajo empírico se traslada a los hoteles de 4 y 5 estrellas ubicados en territorio español, fundamentado por la importancia que aporta el sector al turismo y por ende, al PIB nacional, convirtiéndolo en un sector estratégico. Realizamos 280 encuestas válidas a los gerentes de los hoteles. Empleamos la metodología de ecuaciones estructurales y el Análisis Facotorial Exploratorio para comprobar las relaciones existentes entre las variabes y la sostenibilidad del modelo propuesto. / [CA] El focus principal d'aquesta tesi se sustenta a conformar la vinculació entre la transferència del coneixement i la capacitat d'innovació en serveis emmarcat en el sector hoteler. L'estudi de les relacions existents entre la visió global que s'aprecia *holísticamente juntament amb els llaços de la xarxa i la capacitat d'aprenentatge continu de les organitzacions com a factors que influeixen en la capacitat de transferència del coneixement. El treball empíric es trasllada als hotels de 4 i 5 estreles situats en territori espanyol, fonamentat per la importància que aporta el sector al turisme i per tant, al PIB nacional, convertint-lo en un sector estratègic. Realitzem 280 enquestes vàlides als gerents dels hotels. Emprem la metodologia d'equacions estructurals i l'Anàlisi Facotorial Exploratori per a comprovar les relacions existents entre les variabes i la sostenibilitat del model proposat. / [EN] This thesis focuses on shaping the link between knowledge transfer and the service innovation capability within the hospitality sector. More especifically, the thesis studies the existing relationships between the comprehensive overview, seen holistically along with the network ties and the lifelong learning capacity of the organisations as factors that influence the capacity of knowledge transfer. The empirical work is carried out with 4 and 5 star hotels located in Spain, due to the importance of this sector's contribution to tourism and, therefore, to the country's GDP, thus making it a strategic sector. We conducted 280 valid surveys of hotel managers. Methodologically, we used Structural Equations and Exploratory Factor Analysis to test the relationships between the variables and the sustainability of the proposed model. / Hernández Gadea, FJ. (2023). Efecto de la visión holística, las network ties y el aprendizaje continuo encaminadas a la capacidad de innovación en servicios en el sector hotelero a través de la transferencia de conocimiento en las empresas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196074

[ES] El objetivo de esta Tesis Doctoral es generar conocimiento y tecnología que permitan desarrollar soluciones mecanizadas y automatizadas mediante la aplicación de sensores para monitorizar, optimizar tareas y aumentar la productividad en los cultivos de cítricos y, por ende, la competitividad del sector citrícola. Con este fin, se ha trabajado en la aplicación de tecnologías en algunas de las operaciones más importantes y costosas en la citricultura. En el ámbito de la recolección, con el objetivo de facilitar y optimizar el proceso de recolección de cítricos para consumo en fresco, se implementaron mejoras en un prototipo de plataforma autopropulsada de asistencia para garantizar la seguridad de los trabajadores y minimizar los riesgos laborales, asegurar la calidad de la fruta recolectada y clasificarla adecuadamente en función de su calidad por un sistema de visión artificial. Tras la implementación de estos avances, se evaluó su funcionalidad en condiciones reales de campo y se determinó el rendimiento de la operación de recolección asistida. Los resultados mostraron que el rendimiento operativo teórico en el proceso de recolección con la asistencia del prototipo fue un 17% menor que en la recolección manual tradicional. Asimismo, con la finalidad de generar de manera automática mapas de rendimiento en cítricos accesibles al agricultor, se creó una nueva herramienta a modo de cuadro de mando, denominada CitrusYield. Esta herramienta es capaz de obtener mapas que muestran la variabilidad, haciendo uso de la información proporcionada al inspeccionar cada fruta y de los datos obtenidos por los dispositivos de geolocalización, permitiendo conocer el rendimiento de la producción a nivel intraparcelario. Se evalúo el funcionamiento de CitrusYield con datos obtenidos por el prototipo. El cuadro de mando analizó los datos y generó diferentes mapas georreferenciando la información de la fruta con su punto de recolección. A través de estos mapas, CitrusYield demostró su capacidad para reflejar la heterogeneidad de la producción dentro de la parcela. Los indicadores de calidad, rendimiento del sistema de inspección por visión artificial y la productividad revelaron el grado de eficiencia del proceso de recolección con la asistencia del prototipo. En el ámbito de la detección temprana de plagas y enfermedades, se llevó a cabo la investigación del potencial de la imagen en color y de la imagen hiperespectral para la detección automática de daños causados por la plaga Tetranychus urticae en hojas de cítricos. Además, se diferenciaron en función de la antigüedad y de otros problemas que puede tener el árbol causados por deficiencias nutricionales o por otras plagas. En el análisis para identificar el daño causado por esta plaga, se obtuvo una tasa de éxito del 92,5% en las imágenes en color. No obstante, no se pudo discriminar la edad del daño. En las imágenes hiperespectrales, el éxito fue del 100% en la detección del daño y del 92% en la discriminación de la edad. En cuanto a la discriminación de daños de T. urticae respecto a otros daños, en las imágenes en color se obtuvo una tasa de éxito del 100% en la discriminación de Phyllocnistis citrella en el envés de las hojas. Las deficiencias de N no pudieron discriminarse correctamente y las deficiencias de Fe, Mn o Zn se detectaron acertadamente en el 50% de los casos. En las imágenes hiperespectrales, los daños por P. citrella se discriminaron con éxito en el 100% de los casos. Las deficiencias por N se discriminaron correctamente en más del 65% de los casos. No obstante, las deficiencias de Fe, Mn o Zn no pudieron ser discriminadas correctamente. Las conclusiones de esta Tesis Doctoral ponen de manifiesto el gran potencial de implementar estas tecnologías para monitorizar, optimizar tareas y digitalizar los procesos en las labores llevadas a cabo en los campos de cítricos, de manera que se logra aumentar la eficiencia, productividad y, también, la competitividad en el sector. / [CA] L'objectiu d'esta Tesi Doctoral és generar coneixement i tecnologia que permeten desenvolupar solucions mecanitzades i automatitzades mitjançant l'aplicació de sensors per a monitoritzar, optimitzar tasques i augmentar la productivitat en els cultius de cítrics i, per tant, la competitivitat del sector citrícola. Amb este fi, s'ha treballat en l'aplicació de tecnologies en algunes de les operacions més importants i costoses de la citricultura. Amb l'objectiu de facilitar i optimitzar el procés de recol·lecció de cítrics per a consum en fresc es van implementar millores en un prototip de plataforma autopropulsada d'assistència per a garantir la seguretat dels treballadors i minimitzar els riscos laborals, assegurar la qualitat de la fruita recol·lectada i classificar-la adequadament en funció de la qualitat estimada pel sistema de visió artificial. Després de la implementació d'estos avanços, es va avaluar la seua funcionalitat en condicions reals de camp i es va determinar el rendiment de l'operació de recol·lecció assistida. Els resultats van mostrar que el rendiment operatiu teòric en el procés de recol·lecció amb l'assistència del prototip va ser un 17% menor que en la recol·lecció manual tradicional. Així mateix, amb la finalitat de generar de manera automàtica mapes de rendiment en cítrics accessibles a l'agricultor, es va crear una nova eina digital a manera de quadre de comandament, denominada CitrusYield. Esta eina és capaç d'obtindre mapes que mostren la variabilitat, fent ús de la informació proporcionada pel sistema de visió artificial i de les dades obtingudes pels dispositius de geolocalización, permetent conéixer el rendiment de la producció a nivell intraparcel·lari. El quadre de comandament va analitzar les dades i va generar diferents mapes georreferenciant l'informació de la fruita amb el seu punt de recol·lecció. A través d'estos mapes, CitrusYield va demostrar la seua capacitat per a reflectir l'heterogeneïtat de la producció dins de la parcel·la. Els indicadors de qualitat, rendiment del sistema d'inspecció per visió artificial i la productivitat calculats per CitrusYield van revelar el grau d'eficiència del procés de recol·lecció amb l'assistència del prototip. En l'àmbit de la detecció de plagues i malalties de cítrics, es va dur a terme la investigació del potencial de la imatge en color i de la imatge hiperespectral, per a la detecció automàtica de danys causats per la plaga Tetranychus urticae en fulls de cítrics. A més, es van discriminar en funció de l'antiguitat i d'altres problemes que pot tindre l'arbre causats per deficiències nutricionals o per altres plagues. En l'anàlisi per a identificar el dany causat per esta plaga, es va obtindre una taxa d'èxit del 92,5% en les imatges en color. No obstant això, no es va poder discriminar l'edat del dany. En les imatges hiperespectrals, l'èxit va ser del 100% en la detecció del dany i del 92% en la discriminació de l'edat. En quan a la discriminació de danys de T. urticae respecte a altres danys, en les imatges en color es va obtindre una taxa d'èxit del 100% en la discriminació de Phyllocnistis citrella en el revés dels fulls. Les deficiències de N no van poder discriminar-se correctament i les deficiències de Fe, Mn o Zn es van detectar encertadament en el 50% dels casos. En les imatges hiperespectrals, els danys per pogué P. citrella es van discriminar amb èxit en el 100% dels casos, tant en el feix com en el revés dels fulls. Les deficiències per N es van discriminar correctament en més del 65% dels casos també en ambdós costats del full. No obstant això, les deficiències de Fe, Mn o Zn no van poder ser discriminades correctament Les conclusions de esta Tesi Doctoral posen de manifest el gran potencial d'implementar estes tecnologies per a monitoritzar, optimitzar tasques i digitalitzar els processos en les labors dues a terme en els camps de cítrics, de manera que s'aconseguix augmentar l'eficiència, productivitat i la competitivitat en el sector. / [EN] This PhD dissertation aims to generate knowledge and technology to develop mechanised and automated solutions to monitor processes, optimise tasks and increase the productivity of citrus crops and, therefore, the competitiveness of the citriculture sector. For this purpose, this thesis has focused on the development of technologies in some of the most important and costly operations in the citrus sector. To facilitate and optimise the harvesting of citrus fruits for the fresh market, improvements were implemented in a prototype of a self-propelled assistance platform. The research has focused on guaranteeing the operator safety, ensuring the quality of the harvested fruit and classifying it properly based on its quality by an artificial vision system in real-time. The functionality was evaluated in-field conditions and performance was assessed. The results showed that the assisted harvesting process with the platform was more efficient than traditional manual harvesting. A theoretical operation yield was obtained with the prototype, 17% lower than in conventional manual harvesting. Furthermore, in order to automatically generate citrus yield maps accessible for the farmer, a new digital tool was created as a dashboard, called CitrusYield. This tool is capable of obtaining maps showing the variability, using the information provided during the fruit inspection at harvest and the data obtained by the geolocation device, and also allowing to know the performance of the production at the intra-orchard level. The CitrusYield functionality was evaluated with data obtained by the prototype. The dashboard analysed the data and generated different maps georeferencing the information of the fruit with its harvesting point. Through these maps, the ability of CitrusYield to show the heterogeneity of production within the orchard was demonstrated. The production variability was also quantified in the tables and graphs generated by the tool. The indicators of fruit quality obtained by the artificial vision system and the productivity revealed the degree of effectiveness and efficiency of the harvesting process with the prototype. In the context of early citrus pests and diseases detection, the potential of colour and hyperspectral imaging, as a fast and automatic methods to detect the presence and the age of the damage caused by the Tetranychus urticae pest on citrus leaves, were investigated. Another goal was to discriminate this damage from that caused by other pests and from nutritional deficiencies. In the analysis of identifying the damage caused by T. urticae, a success rate of 92,5% was obtained in the colour images. However, the age of the damage could not be discriminated. In hyperspectral images, the success rate was 100% in damage detection and 92% in age discrimination. Regarding the discrimination of T. urticae damages from others, in the colour images, a success of 100% was obtained in the discrimination of Phyllocnistis citrella on the underside of the leaves. N deficiencies could not be correctly discriminated and Fe, Mn or Zn deficiencies were correctly detected in 50% of cases. In the hyperspectral images, P. citrella damage was successfully discriminated in 100% of cases, both on the upper and under sides of the leaves. N deficiencies were correctly discriminated in more than 65% of cases on both sides of the leaf. However, Fe, Mn or Zn deficiencies could not be correctly discriminated. The conclusions of this Thesis show the potential of implementing these technologies to monitor, optimize tasks and digitize agricultural processes in the operations usually done in citrus crops. Therefore, the efficiency, productivity and competitiveness of the sector can increase when these technologies are used. / Esta Tesis Doctoral ha recibido una subvención para la formación de personal investigador en agroalimentación en los centros de investigación agraria y alimentaria INIA-CC.AA. (FPI-INIA CPD2016-0007, #42), otorgada por el Instituto Nacional de Investigaciones y Tecnología Agraria y Alimentaria, con el apoyo parcial de los Fondos FEDER 2014-2020. En esta Tesis Doctoral se han realizado investigaciones en el marco de varios proyectos de investigación: Aplicación de nuevas tecnologías para una estrategia integral de la recolección mecanizada de cítricos (CITRUSREC) (RTA2014-00025-C05-00).Subproyecto 1 centrado en el desarrollo y evaluación de una plataforma de asistencia a la recolección (RTA2014-00025-C05-01) Subproyecto 5 sobre la generación de herramientas de ayuda para la toma de decisiones (RTA2014-00025-C05-05) Desarrollos de ingeniería para el aseguramiento de una agricultura rentable, sostenible y competitiva del campo a la mesa (GVA-IVIA proyecto 51918) Grupo Operativo "Avances tecnológicos para la modernización y la sostenibilidad en la producción de cítricos (GO CITRUSTECH)". / González González, MG. (2022). Estudio y desarrollo de soluciones mecanizadas automatizadas mediante la aplicación de sensores y nuevas tecnologías para la producción de cítricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/186174 / TESIS

To certify the information coming from the registered animals of different breeds and to guarantee their racial purity and contribute to the genetic improvement, we propose the development of a model based on augmented reality and support decision making for identification and automatic classification of Brown Swiss cattle. TensorFlow Object Detection API was used to detect the cow in real time. The learning transfer approach was used for training, and MobilNet pre-trained architecture was selected. MobilNet is an efficient model for mobile applications because it is small in size and fasts. The results were reflected in the development of a mobile app, which was evaluated through the automatic adjustment and calibration of the template on the cow if the animal that was focusing was or was not of the Brown Swiss breed. / Trabajo de investigación

Recientemente, con la aparición de nuevos sensores visuales de bajo coste capaces de adquirir y reconstruir datos 3D, y de los desarrollos de nuevos métodos, algoritmos y sistemas de percepción basados en información visual 3D, se ha producido una revolución en el desarrollo de aplicaciones robóticas, tales como el reconocimiento de objetos para la interacción de los robots con su entorno en tareas de agarre y manipulado inteligente. Para realizar estas tareas, los robots son dotados con diferentes sensores (como pueden ser cámaras, sensores de presión, fuerza, etc.) que les permitan extraer la información necesaria del entorno de trabajo. En esta tesis serán usados sensores de visión 3D, basados en RGBD. La detección y el reconocimiento de objetos en entornos de trabajo utilizando información tridimensional es un campo de estudio en el que se centran actualmente numerosas investigaciones. Sin embargo, no se ha llegado a resolver por completo el problema del reconocimiento de objetos, en especial cuando el robot se enfrenta a situaciones donde las escenas son complejas. También se debe tener en cuenta temas como el rendimiento de los procesos, ya que cuando se desean desarrollar aplicaciones de manipulado robótico se requieren tiempos de respuesta elevados. Como será discutido durante la tesis, la estructura utilizada para representar los datos e información 3D serán las nubes de puntos. Existen diferentes métodos que permiten extraer la información necesaria de ellas con el fin de reconocer y recuperar la pose de los objetos que contienen. Principalmente hay dos grandes tipos de aproximaciones, las que se basan en información local de las variaciones de la superficie y las que se basan en las características globales de la superficie. El primer grupo ha alcanzado una relativa madurez y esto ha conducido a sistemas de reconocimiento robustos. Sin embargo, presentan inconvenientes como tiempos de computación elevados cuando se trabaja con nubes de puntos densas para representar objetos, o de los elevados requisitos de memoria. El segundo grupo, basado en la extracción global de características, representan la geometría de una superficie con una única firma o histograma (en ocasiones la mezcla de ambos). De este modo se consiguen métodos de descripción con un rendimiento mucho más eficiente. Esta tesis discute cual de las dos aproximaciones es más idónea en tareas de manipulación robótica, para ello se realiza un amplio estudio a nivel teórico-práctico, del cual se presentará un nuevo método de descripción basado en información geométrica global. Por otro lado, se hace especialmente difícil el problema de la manipulación robótica cuando los objetos a manipular tienen propiedades de elasticidad. Como segundo objetivo de esta tesis es presentar un sistema de percepción visual para tareas de manipulación robótica de objetos elásticos. La percepción visual es idónea en tareas de agarre complejas o de manipulación inteligente para ayudar al control de robots cuando otros sistemas sensoriales, como pueden ser los sistemas de percepción táctil o de fuerza, no son capaces de obtener información útil. El sistema visual que se presenta, sirve como soporte de ayuda a otros sistemas de percepción basados en tacto, para llevar a cabo tareas de manipulación de objetos con propiedades de elasticidad. Por un lado, el sistema propuesto presenta una aproximación visual cuyo objetivo es supervisar la interacción entre el objeto manipulado y la herramienta robótica, ya sea pinza o mano, con la que se realiza la manipulación del objeto. Esta aproximación es de gran utilidad en ausencia de información procedente de otro tipo de sensores (p.e. fuerza o táctil) o cuando ésta es pobre o presenta inconsistencias. Por otro lado, el método de supervisión, también, está concebido para medir cambios en la geometría de la superficie del objeto manipulado y por lo tanto, éste es capaz de detectar y localizar deformaciones en la superficie causadas por presiones inadecuadas aplicadas por los dedos de la pinza o mano robótica. Todo los métodos y sistemas propuestos en la presente tesis han sido probados utilizando bases de datos públicas, además los experimentos desarrollados se han realizado empleando distintas plataformas robóticas, pero en todas ellas se emplea como herramienta de manipulación una mano antropomórfica de varios dedos. Es de destacar, que además de utilizar bases de datos de objetos públicas, también se ha desarrollado una base de datos de objetos simples con formas geométricas ambiguas. En el último capítulo de esta tesis se utiliza, un conjunto de objetos para realizar las pruebas en las cuales los elementos a manipular tienen distinta geometría y están fabricados con distintos materiales; esto permite mostrar el comportamiento de la estrategia presentada cuando los objetos tienen distintas propiedades de rigidez, elasticidad y flexibilidad.

Human-computer interaction is an important area that searches for better and more comfortable systems to promote communication between humans and machines. Vision-based interfaces can offer a more natural and appealing way of communication. Moreover, it can help in the e-accessibility component of the e-inclusion. The aim is to develop a usable system, that is, the end-user must consider the use of this device effective, efficient and satisfactory. The research's main contribution is SINA, a hands-free interface based on computer vision techniques for motion impaired users. This interface does not require the user to use his upper body limbs, as only nose motion is considered. Besides the technical aspect, user's satisfaction when using an interface is a critical issue. The approach that we have adopted is to integrate usability evaluation at relevant points of the software development.

Aquesta tesi tracta sobre la combinació del control visual i la llum estructurada. El control visual clàssic assumeix que elements visuals poden ser fàcilment extrets de les imatges. Això fa que objectes d'aspecte uniforme o poc texturats no es puguin tenir en compte. En aquesta tesi proposem l'ús de la llum estructurada per dotar d'elements visuals als objectes independentment de la seva aparença.En primer lloc, es presenta un ampli estudi de la llum estructurada, el qual ens permet proposar un nou patró codificat que millora els existents. La resta de la tesi es concentra en el posicionament d'un robot dotat d'una càmara respecte diferentsobjectes, utilitzant la informació proveïda per la projecció de diferents patrons de llum. Dos configuracions han estat estudiades: quan el projector de llum es troba separat del robot,i quan el projector està embarcat en el robot juntament amb la càmara. Les tècniques proposades en la tesi estan avalades per un ampli estudi analític i validades per resultats experimentals. / This thesis treats about the combination of visual servoing and structured light. Classic visual servoing assumes that visual features can be extracted from the images. However, uniform ornon-textured objects, or objects for which extracting features is too complex or too time consuming cannot be taken into account.This thesis proposes the use of structured light patterns for providing suitable visual features independently of the object appearance.Firstly, a comprehensive survey on coded structured light patterns is presented. Then, a new pattern improving the existing ones isproposed. The remaining of the thesis is devoted to position an eye-in-hand robot with respect to objects by using features provided by light patterns. Two configurations are tested. In thefirst one, an off-board video-projector is used while in the second, an onboard structured light emitter is exploited. The techniques proposed in the thesis are supported by theoreticalanalysis and they are validated by experimental results.

This thesis focuses on the problem of 3D acquisition using coded structured light (CSL). In CSL, a projected pattern impinges artificial texture onto the object surface, increasing the number of correspondences in the retrieved image. Finally, 3D acquisition is pursued by triangulation. An active research is being done in CSL techniques for moving scenarios. In this thesis, a review of the main CSL approaches is presented. Afterwards, we perform a deep study of the two most used frequency-based techniques, and a new proposal for automatic selection of the window width using Windowed Fourier Transform (WFT). Using this analysis, we implemented a new technique for one-shot dense acquisition, able to work in moving scenarios. The technique is based on adaptive WFT and DeBruijn coding. The results show the proposed method obtains dense acquisition with accuracy levels comparable to DeBruijn algorithms. Finally, the thesis focuses on the problem of registration in SL. / Esta tesis estudia el problema de la reconstrucción 3D con Luz Estructurada (LE). En LE se proyecta un patrón en la superficie del objecto, a fin de incrementar la textura y el número de correspondencias con la imagen capturada, de la que se extrae la información 3D. Actualmente se trabaja en soluciones de LE para entornos moviles. La tesis presenta un compendio de las principales tecnicas en LE. Además, se estudian en detalles las dos propuestas de análisis frecuencial, proponiendo un algoritmo para el análisis del patrón capturado. Con ésto, se propone un método de un único patrón proyectado, obteniendo reconstrucción densa. La técnica se basa en WFT combinado con codificación DeBruijn. Los resultados muestran niveles de precisión comparables con otras técnicas DeBruijn, pero obteniendo reconstrucción densa. Finalmente, se estudia el problema de registro de reconstrucciones LE.

Aquesta tesi s'emmarca dins del projecte CICYT TAP 1999-0443-C05-01. L'objectiu d'aquest projecte és el disseny, implementació i avaluació de robots mòbils, amb un sistema de control distribuït, sistemes de sensorització i xarxa de comunicacions per realitzar tasques de vigilància. Els robots han de poder-se moure per un entorn reconeixent la posició i orientació dels diferents objectes que l'envolten. Aquesta informació ha de permetre al robot localitzar-se dins de l'entorn on es troba per poder-se moure evitant els possibles obstacles i dur a terme la tasca encomanada. El robot ha de generar un mapa dinàmic de l'entorn que serà utilitzat per localitzar la seva posició. L'objectiu principal d'aquest projecte és aconseguir que un robot explori i construeixi un mapa de l'entorn sense la necessitat de modificar el propi entorn. Aquesta tesi està enfocada en l'estudi de la geometria dels sistemes de visió estereoscòpics formats per dues càmeres amb l'objectiu d'obtenir informació geomètrica 3D de l'entorn d'un vehicle. Aquest objectiu tracta de l'estudi del modelatge i la calibració de càmeres i en la comprensió de la geometria epipolar. Aquesta geometria està continguda en el que s'anomena emph{matriu fonamental}. Cal realitzar un estudi del càlcul de la matriu fonamental d'un sistema estereoscòpic amb la finalitat de reduir el problema de la correspondència entre dos plans imatge. Un altre objectiu és estudiar els mètodes d'estimació del moviment basats en la geometria epipolar diferencial per tal de percebre el moviment del robot i obtenir-ne la posició. Els estudis de la geometria que envolta els sistemes de visió estereoscòpics ens permeten presentar un sistema de visió per computador muntat en un robot mòbil que navega en un entorn desconegut. El sistema fa que el robot sigui capaç de generar un mapa dinàmic de l'entorn a mesura que es desplaça i determinar quin ha estat el moviment del robot per tal de emph{localitzar-se} dins del mapa.La tesi presenta un estudi comparatiu dels mètodes de calibració de càmeres més utilitzats en les últimes dècades. Aquestes tècniques cobreixen un gran ventall dels mètodes de calibració clàssics. Aquest mètodes permeten estimar els paràmetres de la càmera a partir d'un conjunt de punts 3D i de les seves corresponents projeccions 2D en una imatge. Per tant, aquest estudi descriu un total de cinc tècniques de calibració diferents que inclouen la calibració implicita respecte l'explicita i calibració lineal respecte no lineal. Cal remarcar que s'ha fet un gran esforç en utilitzar la mateixa nomenclatura i s'ha estandaritzat la notació en totes les tècniques presentades. Aquesta és una de les dificultats principals a l'hora de poder comparar les tècniques de calibració ja què cada autor defineix diferents sistemes de coordenades i diferents conjunts de paràmetres. El lector és introduït a la calibració de càmeres amb la tècnica lineal i implícita proposada per Hall i amb la tècnica lineal i explicita proposada per Faugeras-Toscani. A continuació es passa a descriure el mètode a de Faugeras incloent el modelatge de la distorsió de les lents de forma radial. Seguidament es descriu el conegut mètode proposat per Tsai, i finalment es realitza una descripció detallada del mètode de calibració proposat per Weng. Tots els mètodes són comparats tant des del punt de vista de model de càmera utilitzat com de la precisió de la calibració. S'han implementat tots aquests mètodes i s'ha analitzat la precisió presentant resultats obtinguts tant utilitzant dades sintètiques com càmeres reals.Calibrant cada una de les càmeres del sistema estereoscòpic es poden establir un conjunt de restriccions geomètri ques entre les dues imatges. Aquestes relacions són el que s'anomena geometria epipolar i estan contingudes en la matriu fonamental. Coneixent la geometria epipolar es pot: simplificar el problema de la correspondència reduint l'espai de cerca a llarg d'una línia epipolar; estimar el moviment d'una càmera quan aquesta està muntada sobre un robot mòbil per realitzar tasques de seguiment o de navegació; reconstruir una escena per aplicacions d'inspecció, propotipatge o generació de motlles. La matriu fonamental s'estima a partir d'un conjunt de punts en una imatges i les seves correspondències en una segona imatge. La tesi presenta un estat de l'art de les tècniques d'estimació de la matriu fonamental. Comença pels mètode lineals com el dels set punts o el mètode dels vuit punts, passa pels mètodes iteratius com el mètode basat en el gradient o el CFNS, fins arribar las mètodes robustos com el M-Estimators, el LMedS o el RANSAC. En aquest treball es descriuen fins a 15 mètodes amb 19 implementacions diferents. Aquestes tècniques són comparades tant des del punt de vista algorísmic com des del punt de vista de la precisió que obtenen. Es presenten el resultats obtinguts tant amb imatges reals com amb imatges sintètiques amb diferents nivells de soroll i amb diferent quantitat de falses correspondències.Tradicionalment, l'estimació del moviment d'una càmera està basada en l'aplicació de la geometria epipolar entre cada dues imatges consecutives. No obstant el cas tradicional de la geometria epipolar té algunes limitacions en el cas d'una càmera situada en un robot mòbil. Les diferencies entre dues imatges consecutives són molt petites cosa que provoca inexactituds en el càlcul de matriu fonamental. A més cal resoldre el problema de la correspondència, aquest procés és molt costós en quant a temps de computació i no és gaire efectiu per aplicacions de temps real. En aquestes circumstàncies les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera solen basar-se en el flux òptic i en la geometria epipolar diferencial. En la tesi es realitza un recull de totes aquestes tècniques degudament classificades. Aquests mètodes són descrits unificant la notació emprada i es remarquen lessemblances i les diferencies entre el cas discret i el cas diferencial de la geometria epipolar. Per tal de poder aplicar aquests mètodes a l'estimació de moviment d'un robot mòbil, aquest mètodes generals que estimen el moviment d'una càmera amb sis graus de llibertat, han estat adaptats al cas d'un robot mòbil que es desplaça en una superfície plana. Es presenten els resultats obtinguts tant amb el mètodes generals de sis graus de llibertat com amb els adaptats a un robot mòbil utilitzant dades sintètiques i seqüències d'imatges reals.Aquest tesi finalitza amb una proposta de sistema de localització i de construcció d'un mapa fent servir un sistema estereoscòpic situat en un robot mòbil. Diverses aplicacions de robòtica mòbil requereixen d'un sistema de localització amb l'objectiu de facilitar la navegació del vehicle i l'execució del les trajectòries planificades. La localització es sempre relativa al mapa de l'entorn on el robot s'està movent. La construcció de mapes en un entorn desconegut és una tasca important a realitzar per les futures generacions de robots mòbils. El sistema que es presenta realitza la localització i construeix el mapa de l'entorn de forma simultània. A la tesi es descriu el robot mòbil GRILL, que ha estat la plataforma de treball emprada per aquesta aplicació, amb el sistema de visió estereoscòpic que s'ha dissenyat i s'ha muntat en el robot. També es descriu tots el processos que intervenen en el sistema de localització i construcció del mapa. La implementació d'aquest processos ha estat possible gràcies als estudis realitzats i presentats prèviament (calibració de càmeres, estimació de la matriu fonamental, i estimació del moviment) sense els quals no s'hauria pogut plantejar aquest sistema. Finalment es presenten els mapes en diverses trajectòries realitzades pel robot GRILL en el laboratori.Les principals contribucions d'aquest treball són:·Un estat de l'art sobre mètodes de calibració de càmeres. El mètodes són comparats tan des del punt de vista del model de càmera utilitzat com de la precisió dels mètodes.·Un estudi dels mètodes d'estimació de la matriu fonamental. Totes les tècniques estudiades són classificades i descrites des d'un punt de vista algorísmic.·Un recull de les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera centrat en el mètodes basat en la geometria epipolar diferencial. Aquestes tècniques han estat adaptades per tal d'estimar el moviment d'un robot mòbil.·Una aplicació de robòtica mòbil per tal de construir un mapa dinàmic de l'entorn i localitzar-se per mitja d'un sistema estereoscòpic. L'aplicació presentada es descriu tant des del punt de vista del maquinari com del programari que s'ha dissenyat i implementat. / Human eyes have been widely studied by the scientific community so that its operation principle is widely known. Computer vision tries to copy the way human beings perceive visual information by means of using cameras acting as eyeballs and computers aspiring to process this information in an --intelligent way". The complex task of being conscious of reality is obviously divided into a set of simpler problems which covers from image acquisition to scene description. One of the main applications is robot perception in which a mobile robot is equipped with a computer vision system. Robots may be able to navigate around an unknown structured environment acquiring visual information of their surroundings with the aim of estimating the position and orientation of every obstacle. Moreover, the pose of the vehicle has to be estimated as accurate as possible. Hence, the motion of the vehicle might be also computed allowing the localization of the vehicle with respect to the 3D map.This thesis is focused on the study of the geometry involved in stereo vision systems composed by two cameras with the aim of obtaining 3D geometric information of the vehicle surroundings. This objective deals to the study of camera modelling and calibration and the comprehension of the epipolar geometry. Then, the computation of the fundamental matrix of a stereoscopic system is surveyed with the aim of reducing the correspondence problem between both image planes. An accurate estimation of the fundamental matrix allows us not only to compute 3D information of the vehicle environments, but to validate it. Nevertheless, the traditional case of the epipolar geometry has some limitations in the common case of a single camera attached to a mobile robot. Disparities between two consecutive images are rather small at common image rates leading to numerical inaccuracies on the computation of the fundamental matrix. Then, another objective is the study of general vision-based egomotion estimation methods based on the differential epipolar constraint with the aim of perceiving the robot movement instead of its position. The study of the geometry involved in stereo vision systems leads us to present a computer vision system mounted on a vehicle which navigates in an unknown environment. Two main tasks are faced: a) the localization of the vehicle; and b) the building of an absolute 3D map. / El sistema de visión humano ha sido ampliamente estudiado por la comunidad científica de forma que su principio de funcionamiento es profundamente conocido. La Visión por Computador trata de copiar la forma que nosotros los humanos percibimos la información visual por medio del uso de cámaras actuando como ojos y un ordenador aspirando a procesar toda la información de "forma inteligente". La compleja tarea de ser consciente de la realidad es obviamente dividida en un conjunto de problemas mucho más simples, los cuales abarcan des de la adquisición de la imagen a la descripción de la escena. Una de las numerosas aplicaciones es la percepción por parte de un robot, donde un robot móvil es equipado con un sistema informático de visión por computador. Estos robots deben ser capaces de navegar a lo largo de un entorno estructurado desconocido mediante la adquisición de información visual de su alrededor, con el objetivo de estimar la posición y orientación de todos los obstáculos. Además, la posición del vehículo debe ser estimada de la forma más precisa posible. De esta forma, el movimiento del vehículo puede ser también calculado lo que permite la localización del vehículo con respeto al mapa 3D.Esta tesis profundiza en el estudio de la geometría existente en los sistemas de visión estéreo compuestos por dos cámaras con la intención de obtener información geométrica 3D del entorno del vehículo. Este objetivo lleva consigo la necesidad inicial de realizar un estudio de modelado de la cámara y calibración, y la compensación de la geometría epipolar. A continuación, el cálculo de la matriz fundamental de un sistema esteresocópico es analizado para reducir el problema de la correspondencia entre ambos planos de la imagen. Una estimación precisa de la matriz fundamental nos permite no solamente obtener la información 3D del entorno, sino también validar la misma. No obstante, la geometría epipolar tradicional sufre algunas limitaciones en el caso de una cámara montada en un robot móvil. La disparidad entre dos imágenes consecutivas es realmente mínima trabajando a velocidad estándar lo que conlleva a errores numéricos en el cálculo de la matriz fundamental. Por esta razón, otro objetivo es el estudio de los métodos de estimación del movimiento basados en la geometría epipolar diferencial con el objetivo de pervivir el movimiento del robot y su posición.El estudio de la geometría inmersa en los sistemas de visión estéreo nos lleva a presentar un sistema de visión por computador montado en un vehículo capaz de navegar en un entorno desconocido. Dos tareas básicas son consideradas: a) la localización del vehículo; y b) la construcción de un mapa 3D absoluto.

Aquesta tesi està emmarcada dins la detecció precoç de masses, un dels símptomes més clars del càncer de mama, en imatges mamogràfiques. Primerament, s'ha fet un anàlisi extensiu dels diferents mètodes de la literatura, concloent que aquests mètodes són dependents de diferent paràmetres: el tamany i la forma de la massa i la densitat de la mama. Així, l'objectiu de la tesi és analitzar, dissenyar i implementar un mètode de detecció robust i independent d'aquests tres paràmetres. Per a tal fi, s'ha construït un patró deformable de la massa a partir de l'anàlisi de masses reals i, a continuació, aquest model és buscat en les imatges seguint un esquema probabilístic, obtenint una sèrie de regions sospitoses. Fent servir l'anàlisi 2DPCA, s'ha construït un algorisme capaç de discernir aquestes regions són realment una massa o no. La densitat de la mama és un paràmetre que s'introdueix de forma natural dins l'algorisme. / This thesis deals with the detection of masses in mammographic images. As a first step, Regions of Interests (ROIs) are detected in the image using templates containing a probabilistic contour shape obtained from training over an annotated set of masses. Firstly, PCA is performed over the training set, and subsequently the template is formed as an average of the gradient of eigenmasses weighted by the top eigenvalues. The template can be deformed according to each eigenmass coefficient. The matching is formulated in a Bayesian framework, where the prior penalizes the deformation, and the likelihood requires template boundaries to agree with image edges. In the second stage, the detected ROIs are classified into being false positives or true positives using 2DPCA, where the new training set now contains ROIs with masses and ROIs with normal tissue. Mass density is incorporated into the whole process by initially classifying the two training sets according to breast density. Methods for breast density estimation are also analyzed and proposed. The results are obtained using different databases and both FROC and ROC analysis demonstrate a better performance of the approach relative to competing methods.

L'objectiu d'aquesta tesi és l'estudi de les diferents tècniques per alinear vistes tridimensionals. Aquest estudi ens ha permès detectar els principals problemes de les tècniques existents, aprotant una solució novedosa i contribuint resolent algunes de les mancances detectades especialment en l'alineament de vistes a temps real. Per tal d'adquirir les esmentades vistes, s'ha dissenyat un sensor 3D manual que ens permet fer adquisicions tridimensionals amb total llibertat de moviments. Així mateix, s'han estudiat les tècniques de minimització global per tal de reduir els efectes de la propagació de l'error. / The goal of this thesis is to study the different techniques used to register 3D acquisitions. This study detects the main drawbacks of the existing techniques, presents a new classification and provides significant solutions of some perceived shortcomings, especially in 3D real time registration. A 3D hand-held sensor has been designed to acquire these views without any motion restriction and global minimization techniques have been studied to decrease the error propagation effects.