La agricultura de precisión se beneficia del uso de tecnologías de información para aumentar la productividad de los cultivos y aminorar los problemas como plagas o mal uso de recursos. Dentro de estas tecnologías se encuentra el sensado remoto, que valiéndose del uso de imágenes tomadas a gran altura, permite diagnosticar el estado de una cosecha, realizar un seguimiento técnico del cultivo así como también prevenir diversos inconvenientes. La presente tesis está enmarcada en el uso de la tecnología de sensado remoto y parte de estudios previos en los que se utilizaron imágenes multiespectrales aéreas para el análisis de diversos cultivos. Esto se dio en el marco del proyecto “Agricultura de Precisión para la Producción de Cultivos de Seguridad Alimentaria y de Agro Exportación” patrocinado por el Centro Internacional de la Papa (CIP) y el Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología. (FINCYT). En el proyecto mencionado se utilizó un par de cámaras adaptadas para la captación de imágenes en los espectros rojo e infrarrojo cercano, las cuales iban instaladas dentro de un aeromodelo que efectuaba el recorrido sobre el cultivo o plantación.Se encontró que las imágenes adquiridas tenían gran cantidad de pixeles oscuros o saturados, identificando la causa como la falta de control sobre el tiempo de exposición que utilizaban las cámaras a bordo. Este estudio presenta el desarrollo de un controlador para el tiempo de exposición de dichas cámaras haciendo uso de lógica difusa para su modelado y programación. El primer capítulo enmarca la necesidad de contar con recursos descriptivos de plantaciones aprovechando tecnología de bajo costo frente a las opciones del mercado. El segundo capítulo, describe distintas formas de adaptación de parámetros en cámaras digitales y aborda el diseño en lógica difusa como alternativa a estos métodos. El tercer capítulo, describe el diseño del controlador y los programas encargados de realizar tanto la modificación del tiempo de exposición, como la muestra de información hacia los usuarios finales. Finalmente el cuarto capítulo muestra las conclusiones y plantea recomendaciones para futuros proyectos basados en este estudio.

El mantenimiento predictivo en líneas eléctricas es un trabajo necesario pues este garantiza que los usuarios de energía eléctrica tengan un servicio de calidad. Este trabajo se realiza con cámaras termográficas o de efecto corona ya que estas detectan potenciales fallos en las líneas. Las líneas eléctricas recorren todo tipo de terrenos, incluso algunos no accesibles por tierra, por lo que este mantenimiento se lleva a cabo usando helicópteros y vehículos todo terreno, lo que lo hace costoso, lento e ineficiente considerando que las líneas eléctricas se tienden por miles de kilómetros. Actualmente, también se hace uso de vehículos aéreos no tripulados para llevar a cabo este mantenimiento; sin embargo su operario debe volarlo a la vez que reconoce las fallas, por lo que este método también puede resultar lento y a la vez riesgoso para el sistema, pues el operario lo puede llevar cerca de las líneas eléctricas y dañar sus circuitos debido al campo magnético de estas. En el presente trabajo se buscó hacer un mantenimiento predictivo basado en termografía en líneas de alta y media tensión más rápido, sencillo, seguro y menos costoso comparado con los métodos convencionales para las empresas mediante el uso de un hexacóptero autónomo que lo lleve a cabo. Para poder lograr lo propuesto se hizo uso de una cámara termográfica que detecta los posibles fallos en las líneas, además de una cámara de profundidad que le da autonomía al sistema ya que con esta se pueden seguir las líneas, evitar obstáculos, mantenerse a una distancia preestablecida del suelo, entre otras características. Este sistema puede realizar la inspección a 30km/h, no necesita de operarios que lo manejen, se mantiene a una distancia segura de las líneas y a largo plazo resulta ser menos costoso que transportarse en helicóptero o en vehículos todo terreno para realizar la inspección.

La tecnología actual busca desarrollar y explotar las herramientas que emergen con el transcurso de los años. En la rama de las comunicaciones, se ha incrementado el uso de video-monitoreo y video-vigilancia. La diferencia entre ambas es únicamente el modo de almacenar la información; mientras el primero tiene como objetivo transmitir los videos sin ser almacenados, el segundo se basa en guardar dicha información ocupando gran cantidad de memoria para luego ser analizada. La presente tesis está enfocada en el diseño del sistema de video-monitoreo IP en el Laboratorio de Manufactura del Centro de Tecnologías Avanzadas de Manufactura (CETAM) que se encuentra ubicado en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), el cual basa su funcionamiento en el desarrollo de un prototipo conformado por cámaras IP, las cuales serán los dispositivos de transmisión de video; inyectadores PoE, encargados de transmitir energía eléctrica a través de cable de datos Ethernet; un switch; servidores de Streaming y Web para la transmisión de datos a través de Internet. En los siguientes capítulos se detallarán las herramientas y tecnologías que se han estudiado y elegido para la selección de las cámaras IP, cuál es el funcionamiento de los inyectores PoE, cómo se van a programar las páginas web básicas que contendrán los videos de las cámaras del prototipo y por último, cuál será la función de los servidores para que se pueda transmitir esta información y que los usuarios externos al laboratorio sean capaces de visualizar los videos. Al finalizar, se corroborará que las herramientas seleccionadas para el desarrollo del sistema planteado han sido las adecuadas y que el prototipo es capaz de transmitir los videos en tiempo real. Además, se darán algunas recomendaciones para mejorar la transmisión de videos y posibles trabajos a futuro que se pueden lograr luego de culminada la tesis.

El unwarping es un método utilizado para transformar imágenes omnidireccionales en imágenes panorámicas, el cual es empleado en aplicaciones tales como seguridad, visión robótica, geolocalización, etc. El procesamiento de imágenes omnidireccionales de alta resolución y su aplicación en dispositivos móviles se ve limitado por el costo computacional y costo energético. Para ello, se plantea como herramienta principal utilizar la plataforma Jetson TK1, la cual es un system on chip (SoC) creada por Nvidia que se caracteriza por su alto rendimiento computacional y bajo costo energético al tener incorporado 192 núcleos en su procesador gráfico. En el presente trabajo se desarrolla e implementa un algoritmo para realizar el unwarping de videos omnidireccionales en la plataforma Jetson TK1, la cual permite optimizar las transferencias y procesamientos de datos realizados en su GPU. El algoritmo es implementado en el entorno de programación MATLAB y CUDA para evaluar error por cálculo y eficiencia computacional. Asimismo, se compara en rendimiento computacional con el método PMPA, el cual es una alternativa escrita en lenguaje C computacionalmente eficiente en comparación a otros métodos presentados en el Capítulo 1. Los resultados de la comparación muestran que la implementación propuesta es 1.35 a 8.12 veces más rápida que el algoritmo PMPA para los tipos de interpolación utilizados (interpolación vecino más cercano e interpolación bilineal). El orden que sigue la tesis es el siguiente: En el primer capítulo se realizara un breve estado del arte sobre los métodos para realizar el unwarping de imágenes omnidireccionales. En el segundo capítulo se cubren los aspectos teóricos del modelo de programación CUDA necesarios para el diseño del algoritmo paralelo. En el tercer capítulo se describe de forma detallada el método propuesto y su diseño paralelo. Por ´ultimo, en el cuarto capítulo se presentan los resultados computacionales seguido de las conclusiones y recomendaciones. Finalmente, cabe señalar que el trabajo de investigación realizado fue presentado en el GPU Technology Conference 2015.

El monitoreo de los campos de cultivos es de suma importancia para tomar acción sobre estos. Por ello, el CIP (Centro Internacional de la Papa) realiza diversas investigaciones en las que utiliza el sensado remoto para obtener la información que requieren. Una de las herramientas para el monitoreo de los cultivos es la cámara multiespectral. Con estas cámaras se pueden adquirir imagenes en diversas longitudes de onda como en el espectro visible e infrarrojo cercano, y pueden ser utilizadas para obtener el nivel de estrés de un cultivo. Este tipo de cámara tiene un costo elevado lo que lo hace inasequible a los agricultores peruanos. Por esta razón, el objetivo de esta tesis es de diseñar una cámara multiespectral de cuatro bandas que sea de bajo precio para que pueda ser adquirida por los agricultores. Para la realización de este diseño se utilizó una cámara del fabricante Point Grey, la cual era controlada por una plataforma BeagleBone. Esta plataforma la configura para que capture imágenes al recibir una señal externa que se la brinda un hardware electrónico. Este hardware electrónico brinda la señal cuando cada uno de los filtros que se encuentra colocado en un disco giratorio se encuentre debajo del lente de la cámara. Se obtuvo como resultados una cámara de un costo del 18,9% del precio de una cámara multiespectral comercial. Además, presenta mejoras frente a diseños anteriores desarrollados en la PUCP, tal como la necesidad de solo una cámara. Por último, la cámara multiespectral desarrollada tiene un tiempo de adquisición de imágenes de 200 ms, el cual es menor al tiempo de adquisición de la cámara ADC de Tetracam. El aporte más resaltante de este diseño es que tiene la posibilidad de poder tomar en varias bandas con tan solo colocar más filtros en la plataforma giratoria. Los proyectos futuros que se desarrollarían como mejoras deben centrarse en explorar nuevas plataformas de desarrollo más potentes que puedan controlar a cámaras con las que se pueda adquirir imágenes a mayor velocidad.

Actualmente, a nivel mundial el uso de aeromodelos y aeronaves con sistemas de cámaras incorporados tiene cada vez mayor demanda para diversas aplicaciones como en la industria cinematográfica, sistemas de vigilancia, detección de incendios, monitoreo de bosques, búsqueda y rescate de personas, etc. En todas estas aplicaciones, el uso de un sistema de estabilización para la cámara es de vital importancia para obtener una buena calidad de imagen y video. Un campo de aplicación de dichos sistemas es el monitoreo de cultivos. La Pontificia Universidad Católica del Perú en conjunto con el Centro Internacional de la Papa, desarrollaron un proyecto de Agricultura de Precisión, cuyo objetivo era adquirir información de terrenos agrícolas a partir de la interpretación de imágenes tomadas a baja altura desde aeromodelos. Para cumplir este objetivo se emplearon equipos aéreos radiocontrolados con cámaras incorporadas. Sin embargo, debido a la carencia de un sistema de estabilizador para las cámaras, se encontraron inconvenientes durante la captura de imágenes como vibraciones aéreas, que generaban movimientos bruscos en la cámara, dando como resultado imágenes con errores de rotación. Basándonos en la problemática encontrada en esta experiencia previa, el objetivo general de este trabajo de tesis es el diseño e implementación de un sistema de estabilización de dos ejes para una cámara instalada en un aeromodelo, que permita reducir los errores generados por las vibraciones durante la toma de imágenes. Luego de la etapa de implementación del sistema se obtuvieron dos resultados importantes. En primer lugar, se logró estimar correctamente la orientación de la plataforma para el movimiento de cabeceo y alabeo utilizando el filtro de Kalman. Finalmente, se consiguió la estabilización de la plataforma para una orientación deseada establecida por un dispositivo transmisor, dentro de un rango de trabajo de +30° a -30° para el cabeceo y +20° a -24° para el alabeo. El error promedio de cabeceo resultó de 2.8°, mientras que el alabeo tiene un error de 2.2°.

La información acerca del flujo peatonal es necesaria como métrica para dirigir diversos programas relacionados al transporte no motorizado (Lindsey, Nordback, & Figliozzi, 2016); sin embargo, actualmente la manera más común de obtener esta información es a través del conteo manual, el cual cuenta con diversas desventajas como ser una medida de corto plazo y de costo relativamente elevado (U.S Department of Transportation, 2016). Ante tales circunstancias, el objetivo general del presente trabajo académico es encontrar un concepto de solución que nos permita automatizar el proceso de conteo peatonal. Esta automatización se logra mediante un sistema de grabación que cuente con una cámara móvil que le permita alternar entre dos cruceros peatonales adyacentes dependiendo del color del semáforo. Como parte de la elaboración conceptual de la propuesta, se realiza una investigación del estado del arte de temas relacionados a la detección, seguimiento y conteo de peatones, así como la automatización de plataformas para cámaras. Esta información es utilizada para poder definir los requerimientos de dicho sistema, sus principales funciones y proponer alternativas de solución. Finalmente, utilizando un análisis económico-técnico se elige el concepto de solución óptimo.

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / La empresa Complejo Industrial Skavos S.A.C, requiere implementar un sistema de refrigeración para una cámara de conservación de pescado congelado que le permita conservar mayor cantidad de pescado, y usar el túnel de congelamiento solo para congelar el pescado. Por ello, el propósito de la presente monografía técnica es diseñar un sistema de refrigeración para conservar pescado, en una cámara frigorífica. Para su realización plantea los siguientes objetivos específicos: calcular la carga térmica que se requiere para la conservación de 12 TN pescado para el Complejo Industrial Skavos S. A. C., la cámara de conservación de pescado congelado deberá contar con una capacidad total de almacenamiento de 24 TN, seleccionar los componentes del sistema de refrigeración que cumplan con la carga térmica seleccionada, y seleccionar el refrigerante ecológico más adecuado para el sistema de refrigeración. / Trabajo de suficiencia profesional

En la actualidad, cada vez se hace más frecuente el uso de drones para la recopilación de imágenes. Debido a la accesibilidad que poseen estos para sobrevolar espacios aéreos. Sin embargo, en esta tarea de recopilación de imágenes se dan los efectos de subexposición y sobreexposición. Los cuales dependiendo de su intensidad llegan a la saturación de diferentes pixeles de la imagen en las tonalidades negras y blancas respectivamente. Esta saturación conlleva a la pérdida de información en dichas imágenes. La presente tesis se basa en el diseño de un módulo que automatice la regulación del tiempo de exposición de un par de cámaras de la marca Point Grey. Esta regulación se dará mediante el uso de un sensor de luminosidad, el cual medirá los niveles de flujo luminoso incidentes a la cámara por parte del escenario a fotografiar. La metodología seguida será la de integración por partes, desarrollando primero la comunicación del sensor de luminosidad con el controlador. Luego, se desarrollará la comunicación de las cámaras con el controlador haciendo una regulación manual del tiempo de exposición. Finalmente, se integrará ambas partes y se remplazará la regulación manual por una automática en base a las medidas que registre el sensor de luminosidad. La lógica que relaciona la iluminación y el tiempo de exposición se condensa en una ecuación, la cual será ajustada mediante las pruebas realizadas para reducir los efectos de subexposición y sobreexposición.

La presente tesis aborda dos problemáticas. La primera es que los diseños más convencionales de drones con aplicaciones específicas no están adaptados para volar en ambientes cerrados, pues no solo corren el riesgo de estrellar sus hélices contra paredes o techos, sino que también corresponderían un riesgo para las personas en su entorno. No obstante, hay tareas que podrían desarrollar en este tipo de espacios si se adaptara su diseño a uno más seguro. Por ejemplo, podrían ser utilizados para realizar rondas de vigilancia a través de cuartos y pasillos tal y como lo hace el personal de seguridad. La segunda problemática apunta precisamente a este sector, pues dispositivos como cámaras de vigilancia tienen algunas limitaciones como el hecho de no ser disuasivas por no estar a la vista o de no estar necesariamente en los lugares donde se les necesita. Se han venido utilizando robots terrestres para tareas de vigilancia en interiores pero que, sin embargo tienen la desventaja de tener trayectorias de movimiento fijas. Un VANT puede tener múltiples trayectorias de movimiento. Se propuso realizar el diseño preliminar de un dron con características especiales para que realice rondas de vigilancia. La primera es que debe ser capaz de volar en ambientes cerrados y por lo tanto debe contar con un diseño tal que no genere ningún riesgo técnico para sí mismo ni un riesgo físico para las personas que se pudiesen encontrar en los espacios donde opere. Lo segundo es que debe contar con una cámara capaz de registrar con o sin luz lo que sucede en su entorno y transmitir el video en vivo hacia la laptop del operario en un ambiente específico, desde donde además se enviará la trayectoria de vuelo al VANT. La tercera es que debe poder detectar obstáculos o personas y mantener el vuelo en una posición fija de encontrar alguno. La aeronave en cuestión funciona con un motor de contra-rotación también llamado de configuración coaxial y se traslada variando las posiciones de un juego de 4 alerones. Para aislar las hélices se ha utilizado una estructura geodésica conformada por varillas de fibra de carbono. Tiene un tiempo de vuelo efectivo de 10 minutos y es del tamaño de una esfera con un diámetro de aproximadamente 490 cm. El VANT será controlado desde una estación en tierra conformada por una laptop a la cual irá conectado el receptor de video. Desde aquí el operario enviará la trayectoria del vuelo al VANT podrá visualizar el video en vivo.