En los últimos años, la percepción de inseguridad ha aumentado significativamente, gran parte de los peruanos perciben la falta de seguridad, y la delincuencia como el problema más importante que afronta nuestro país, y debido a los altos costos de los sistemas de vigilancia automatizados, éstos no son una herramienta muy utilizada en el segmento residencial, sin embargo son una solución que presenta muchas ventajas en éste ámbito. Es por ello que en la presente tesis se realiza el diseño de un sistema de video vigilancia pensado para el hogar y que permita al usuario acceder a él de manera rápida y sencilla utilizando un dispositivo móvil, ya sea dando las órdenes mediante una llamada telefónica o visualizando las capturas de las cámaras mediante una interfaz web, que además incluya un segmento orientado al control domótico de manera que se pueda centralizar el control de luces o aparatos eléctricos mediante llamadas. Se quiere que en la tesis se diseñe un sistema orientado a reducir los costos en comparación con otras soluciones disponibles en el mercado actual, y para ello este diseño se centra en el micro controlador y micro computador Raspberry Pi, que es un computador del tamaño de una tarjeta de crédito y costo mínimo, pero con gran funcionalidad. En el capítulo 1 se realiza un análisis de la problemática a la que se busca tentar una solución con este diseño, la inseguridad ciudadana. En el capítulo 2 da una breve reseña sobre las tecnologías utilizadas en el diseño de este sistema. En el capítulo 3 se formulan los objetivos del diseño y dan los planteamientos iniciales del sistema que se va a diseñar. El capítulo 4 describe cada componente y cada paso del diseño del sistema de video vigilancia y control domótico, dividido en segmentos. Finalmente en el capítulo 5 se evalúan los costos del sistema para justificar si se trata de un sistema que tiene un lugar como solución al problema de la delincuencia en nuestro país.

La agricultura es una actividad económica esencial para el desarrollo humano y es el sustento de millones de personas fomentando la seguridad alimentaria e impulsando la economía de países en desarrollo. Sin embargo la producción agrícola es afectada por diferentes factores abióticos (cambio climático) y bióticos (plagas y enfermedades) que disminuyen drásticamente su eficiencia. La fotosíntesis es el único mecanismo de entrada de energía de la biosfera y agentes estresantes como, por ejemplo, la escasez de agua limitan la conductancia estomática en las hojas disminuyendo la entrada de CO2 en las plantas lo que conlleva a una reducción de la fotosíntesis (Flexas et al., 2002a; Flexas y Medrano 2002a). Por estos motivos, resulta importante detectar el estrés antes que los síntomas visuales sean evidentes. / Tesis

El objetivo de la presente tesina es el estudio técnico para la Autoridad del Servicio Civil - Lima, orientado a diseñar un sistema de Videovigilancia IP, lo cual es una tecnología de vigilancia visual con las ventajas digitales de las redes de comunicación IP (Internet Protocol), lo cual permite la supervisión local y/o remota de imágenes y audio así como el tratamiento digital de las imágenes. Existe una gama muy amplia de cámaras con diferentes funcionalidades para satisfacer todas las necesidades y presupuestos. El objetivo es diseñar un sistema de Videovigilancia IP, el cual permita vigilar y controlar a todo el personal para así poder disminuir las pérdidas de los activos. 1. Diseñar un sistema de Videovigilancia IP para una supervisión continua de los datos enviados por la cámara IP. 2. Diseñar la red lógica y física de la Videovigilancia IP. 3. Propuesta de un plan de capacitación de personal involucrado en el manejo de los equipos de Videovigilancia IP, alcanzados en este trabajo. The aim of this thesis is the technical study for the Civil Service Authority - Lima, guied at designing an IP video-surveillance system, which is a visual surveillance technology with digital advantages of IP communication networks (Internet Protocol), allowing the local supervision and/or remote images and audio; and the digital image processing. There is a wide range of cameras with different features to satisfy all needs and budgets. The goal is to design an IP video-surveillance system, which allows monitoring and controlling all personnel in order to reduce losses of assets. 1. Design an IP video-surveillance system for continuous monitoring of the data sent by the IP camera. 2. Design the logical and physical network of video-surveillance IP. 3. Proposal of a training plan for staff involved in the management of IP video-surveillance equipment, made in this work.

We study the formation and spreading of a turbulent jet of bubbles in microgravity. This has been analyzed from the recordings obtained in previous experimental campaigns of microgravity. Results have been compared with a simplified model of passive bubbles, in which bubbles are advected by the mean flow and dispersed due to the local degree of turbulence at each point of the jet. Thanks to the expertise obtained with this part of the thesis, we have designed and built a new experiment that has been used 36 times in the 4.7 s drop tower of ZARM (“Center of Applied Space Technology and Microgravity”) in Bremen. With this experiment we have obtained, for the first time in history, a monodisperse suspension of bubbles, within a turbulent flow, in microgravity. From the resulting measures we have characterized the relaxation time of pseudo-turbulence (previously generated due to the effect of buoyancy forces upon the injected bubbles in normal gravity conditions). We have also studied the interaction between bubbles and the turbulent medium. Results have been compared with Lattice-Boltzmann simulations of the flow. On the other hand, we have also studied the impact of residual gravitational vibrations (known as g-jitters) upon the quality of semiconductors solidified in microgravity. The quality of the resulting crystals has been studied from the analysis of the inhomogeneities in their dopant concentration. This study has been based entirely on simulations, but g-jitters have been modeled from acceleration signals measured in real space missions. / En la present tesi s’estudia, en primer lloc, la formació d’un doll turbulent de bombolles en condicions de microgravetat. Aquest ha sigut analitzat a partir del tractament de les gravacions obtingudes per altres investigadors en experiments de microgravetat. Els resultats s’han comparat amb un model simplificat de bombolles passives, en el que aquestes són arrossegades pel flux mitjà i, simultàniament, són dispersades degut al grau local de turbulència a cada punt. Gràcies a la experiència obtinguda en aquest anàlisi, s’ha dissenyat un nou experiment que ha sigut utilitzat en 36 llançaments de la torre de caiguda de 4.7 segons del ZARM (“Centre de Tecnologia Espacial Aplicada i Microgravetat”) a Bremen. Amb aquest experiment s’ha aconseguit, per primera vegada a la història, una suspensió monodispersa de bombolles, en el sí d’un flux turbulent, en condicions de microgravetat. A partir dels resultats obtinguts, s’ha caracteritzat per primera vegada el temps de relaxació de la pseudo-turulència (generada prèviament degut a l’efecte de les forces de flotació sobre les bombolles injectades en gravetat normal). També s’ha estudiat l’efecte causat per les bombolles en el medi turbulent. Els resultats han sigut comparats amb simulacions realitzades mitjançant el model de Lattice-Boltzmann. Per altra banda, s’ha estudiat també l’efecte que tenen les vibracions gravitatòries residuals sobre la qualitat de semiconductors solidificats en microgravetat. S’ha analitzat la qualitat dels cristalls resultants a partir de l’estudi de les inhomogeneïtats en la concentració de dopant. Aquest estudi ha sigut realitzat íntegrament a base de simulacions, però s’han establert els paràmetres dominants del soroll gravitatori a partir de valors mesurats en missions espacials reals.

The human visual ability to perceive depth looks like a puzzle. We perceive three-dimensional spatial information quickly and efficiently by using the binocular stereopsis of our eyes and, what is mote important the learning of the most common objects which we achieved through living. Nowadays, modelling the behaviour of our brain is a fiction, that is why the huge problem of 3D perception and further, interpretation is split into a sequence of easier problems. A lot of research is involved in robot vision in order to obtain 3D information of the surrounded scene. Most of this research is based on modelling the stereopsis of humans by using two cameras as if they were two eyes. This method is known as stereo vision and has been widely studied in the past and is being studied at present, and a lot of work will be surely done in the future. This fact allows us to affirm that this topic is one of the most interesting ones in computer vision.The stereo vision principle is based on obtaining the three dimensional position of an object point from the position of its projective points in both camera image planes. However, before inferring 3D information, the mathematical models of both cameras have to be known. This step is known as camera calibration and is broadly describes in the thesis. Perhaps the most important problem in stereo vision is the determination of the pair of homologue points in the two images, known as the correspondence problem, and it is also one of the most difficult problems to be solved which is currently investigated by a lot of researchers. The epipolar geometry allows us to reduce the correspondence problem. An approach to the epipolar geometry is describes in the thesis. Nevertheless, it does not solve it at all as a lot of considerations have to be taken into account. As an example we have to consider points without correspondence due to a surface occlusion or simply due to a projection out of the camera scope.The interest of the thesis is focused on structured light which has been considered as one of the most frequently used techniques in order to reduce the problems related lo stereo vision. Structured light is based on the relationship between a projected light pattern its projection and an image sensor. The deformations between the pattern projected into the scene and the one captured by the camera, permits to obtain three dimensional information of the illuminated scene. This technique has been widely used in such applications as: 3D object reconstruction, robot navigation, quality control, and so on. Although the projection of regular patterns solve the problem of points without match, it does not solve the problem of multiple matching, which leads us to use hard computing algorithms in order to search the correct matches.In recent years, another structured light technique has increased in importance. This technique is based on the codification of the light projected on the scene in order to be used as a tool to obtain an unique match. Each token of light is imaged by the camera, we have to read the label (decode the pattern) in order to solve the correspondence problem. The advantages and disadvantages of stereo vision against structured light and a survey on coded structured light are related and discussed. The work carried out in the frame of this thesis has permitted to present a new coded structured light pattern which solves the correspondence problem uniquely and robust. Unique, as each token of light is coded by a different word which removes the problem of multiple matching. Robust, since the pattern has been coded using the position of each token of light with respect to both co-ordinate axis. Algorithms and experimental results are included in the thesis. The reader can see examples 3D measurement of static objects, and the more complicated measurement of moving objects. The technique can be used in both cases as the pattern is coded by a single projection shot. Then it can be used in several applications of robot vision.Our interest is focused on the mathematical study of the camera and pattern projector models. We are also interested in how these models can be obtained by calibration, and how they can be used to obtained three dimensional information from two correspondence points. Furthermore, we have studied structured light and coded structured light, and we have presented a new coded structured light pattern. However, in this thesis we started from the assumption that the correspondence points could be well-segmented from the captured image. Computer vision constitutes a huge problem and a lot of work is being done at all levels of human vision modelling, starting from a)image acquisition; b) further image enhancement, filtering and processing, c) image segmentation which involves thresholding, thinning, contour detection, texture and colour analysis, and so on. The interest of this thesis starts in the next step, usually known as depth perception or 3D measurement.

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.

En este estudio se examinan los recursos de la cinematografía de Emmanuel Lubezki en relación a las nuevas corrientes que se han generado debido al tratamiento que este le ha dado a sus películas de la última década, por medio de la investigación de papers anteriores que tratan el tema del cine de Lubezki y porque lo hace reconocido y único en su estilo, también, la visualización de variedad de entrevistas en las que Lubezki explica el sentido que el toma y lo que aprendió durante su crecimiento como cineasta en el cine de actual. La información recogida nos muestra los aspectos básicos en los que se fija un cinematógrafo, como la iluminación, la composición, las cámaras, objetivos, etc. Se realiza un estudio de todos estos elementos basados en el respectivo uso que hacia Lubezki de estos como estrategia para reconocer el estilo del cineasta. / This study examines the resources of Emmanuel Lubezki's cinematography in relation to the new currents that have been generated due to the treatment that he has given to his films of the last decade, through the investigation of previous papers that deal with the Lubezki's film theme and because it makes him recognized and unique in his style, also, the visualization of a variety of interviews in which Lubezki explains the meaning he takes and what he learned during his growth as a filmmaker in current cinema. The information collected shows us the basic aspects in which a cinematograph is fixed, such as lighting, composition, cameras, lenses, etc. A study is made of all these elements based on Lubezki's respective use of these as a strategy to recognize the filmmaker's style. / Trabajo de investigación