En el campo de la robótica, se han desarrollado distintos algoritmos y métodos con el objetivo de mejorar la interacción de los robots con las personas y con su entorno de trabajo en tiempo real; es así, como el sistema reacciona y evoluciona constantemente ante cambios que podrían ocurrir durante su funcionamiento. Para alcanzar los objetivos mencionados, una de las habilidades que se le confiere a la máquina es la capacidad de detectar, registrar y reconocer objetos. La presente tesis es un trabajo de investigación aplicada que tiene como objetivo desarrollar un procedimiento que permita a un sistema robótico reconocer y detectar objetos en tiempo real dentro de un entorno controlado; para ello, nos enfocamos en utilizar dos métodos conocidos de reconocimientos de objetos (métodos SIFT y SURF) con los cuales categorizaremos un objeto de un dominio predefinido y comparamos los resultados obtenidos. Se eligieron el método SIFT y el método SURF por la similitud en los pasos que siguen para obtener la información de un objeto; cabe resaltar que el método SURF es un método alterno al SIFT. Los resultados finales mostraron una mejor predicción en la categorización utilizando el método SIFT, pero ésta requería de mayor tiempo para extraer los puntos característicos de los objetos. Por otro lado, el método SURF generaba más puntos característicos de los objetos y en mejor tiempo. La extracción de puntos de interés se analizó en tiempo real; mientras, que la etapa de categorización no consideró este parámetro, sino la cantidad de puntos de interés necesarios para predecir con exactitud la categoría de un objeto. / Tesis

En los últimos años, la utilización de unidades aéreas no tripuladas se ha incrementado enormemente debido a la gran cantidad de usos que se les puede dar. El uso de aeronaves autónomas es importante, por ejemplo, para la agricultura, arqueología, seguridad ciudadana, construcciones a gran escala y minería. Para garantizar que el vuelo autónomo de la aeronave se realice sin problemas es necesario que cuente con los medios necesarios para detectar los objetos que se encuentran en su plan de vuelo y evitar una posible colisión. Las aeronaves no tripuladas pueden ser utilizadas en distintos rubros por lo que es necesario proveer la tecnología necesaria para adaptarse a las funciones requeridas. / Tesis

El presente trabajo de tesis introduce los conceptos generales relacionados a la metodología BIM, describiendo y enfocándose en la comunicación y gestión de la información, en el marco de la industria de la construcción del Perú. Asimismo, se analiza el valor agregado en la información suministrada por herramientas BIM-4D, orientado, no solo a beneficios cualitativos provenientes de la visualización del proyecto, sino principalmente en los atributos que brinda un modelo virtual, en el que se apoyan distintas actividades, procesos y técnicas, correspondientes a una correcta y efectiva planificación; desde, obtención de metrados y logística de materiales; hasta, programaciones diarias y semanales, asignación de espacios durante la construcción (“site-layout”), análisis de los procesos constructivos, identificación e implementación de plan de seguridad en obra y toma de decisiones anticipadas por parte de los participantes del proyecto de construcción. Se presenta un caso de aplicación BIM en un proyecto de edificaciones, llevando a la práctica lo planteado a lo largo del documento. El estudio evidencia aportes significativos en la etapa de planificación, logrando incrementar la confiabilidad de los planes, presentando oportunas y anticipadas decisiones, y contribuyendo a la constructabilidad, con el propósito de optimizar los proyectos haciéndolos más eficientes y sustentable. / Tesis

La retinopatía diabética es una enfermedad muy común en pacientes con diabetes. Esta enfermedad ocasiona ceguera de manera gradual debido al deterioro de la retina. Este deterioro puede desencadenar en hemorragias, aneurismas y presencia de exudados en la superficie, las cuales se manifiestan en puntos vacíos de la visión del afectado. Las características mencionadas tienen muchas propiedades visuales como el color, forma, área de presencia que son posibles detectar por medio de imágenes retinográficas digitales. Esta propiedad hace posible el uso de la visión computacional para procesar la imagen y poder diagnosticar la enfermedad de acuerdo al grado de avance de ésta según las características clínicas presentes. El presente proyecto de tesis consiste en el desarrollo de un modelo algorítmico que logre aprovechar las características visuales para poder detectar y clasificar la enfermedad. Las características clínicas utilizadas son los microaneurismas, exudados y hemorragias. Se utilizó una base de datos pública de imágenes retinográficas y un clasificador SVM. El vector de características que se utilizó fue: área, color, número de características prensentes. Es importante mencionar que se utilizó pre-procesamiento en la imagen para excluir elementos como el fondo, disco óptico y las venas debido a que no aportan significativamente al análisis de la imagen. Para el desarrollo del algoritmo se utilizó C++ con OpenCV, la cual es una librería open source para el procesamiento de imágenes. Como resultado final de este proyecto se logró una sensibilidad del 90.17%; especificidad del 96.72% y precisión del 95.08%. / Tesis

El seguimiento múltiple de personas en escenas reales es un tema muy importante en el campo de Visión Computacional dada sus múltiples aplicaciones en áreas como en los sistemas de vigilancia, robótica, seguridad peatonal, marketing, etc., además de los retos inherentes que representa la identificación de personas en escenas reales como son la complejidad de la escena misma, la concurrencia de personas y la presencia de oclusiones dentro del video debido a dicha concurrencia. Existen diversas técnicas que abordan el problema de la segmentación de imágenes y en particular la identificación de personas, desde diversas perspectivas; por su parte el presente trabajo tiene por finalidad desarrollar una propuesta basada en Histograma de Orientación de Gradientes (HOG) para el seguimiento múltiple de personas basado en video. El procedimiento propuesto se descompone en las siguientes etapas: Procesamiento de Video, este proceso consiste en la captura de los frames que componen la secuencia de video, para este propósito se usa la librería OpenCV de tal manera que se pueda capturar la secuencia desde cualquier fuente; la siguiente etapa es la Clasificación de Candidatos, esta etapa se agrupa el proceso de descripción de nuestro objeto, que para el caso de este trabajo son personas y la selección de los candidatos, para esto se hace uso de la implementación del algoritmo de HOG; por último la etapa final es el Seguimiento y Asociación, mediante el uso del algoritmo de Kalman Filter, permite determinar las asociaciones de las secuencias de objetos previamente detectados. La propuesta se aplicó sobre tres conjuntos de datos, tales son: TownCentre (960x540px), TownCentre (1920x1080px) y PETS 2009, obteniéndose los resultados para precisión: 94.47%, 90.63% y 97.30% respectivamente. Los resultados obtenidos durante las experimentaciones validan la propuesta del modelo haciendo de esta una herramienta que puede encontrar múltiples campos de aplicación, además de ser una propuesta innovadora a nivel nacional dentro del campo de Vision Computacional. / Tesis

El presente estudio tiene como objetivo determinar la viabilidad del uso de redes neuronales y sistema de visión para la determinación de peso y tamaño de racimo de uva así como la lógica de control de la maquina a controlar. Desde el año 2000, el Perú empezó a exportar una gran cantidad de uvas de mesa al mercado norteamericano, siendo la uva la tercera fruta con mayor popularidad en este mercado. La uva de mesa presenta una gran potencialidad en el mercado Norteamericano, debido a que presenta un crecimiento acelerado en el volumen de exportaciones los últimos 5 años, posicionándolo como el tercer país que brinda uva de mesa a este mercado. En el año 2015 la exportación de Uvas se incrementó en 8% en el 2015 alcanzando los U$ 692 millones pasando a ser el primer producto de exportación Peruano por encima del Café y los Espárragos. A USA se exportó por U$ 202 millones superior a los U$ 121 millones vendidos en el 2014. Holanda U$ 89 millones (13% del total). Sigue China y Hong Kong con U$ 86 y U$ 77 millones respectivamente. El crecimiento del sector agrícola específicamente de las uvas de mesa en el Perú está generando una mayor producción de racimos, este crecimiento conlleva a un mayor nivel en los procesos que involucran la cosecha y el control por peso de los racimos de uva de mesa. Estos procesos actualmente se desarrollan de una manera manual. Uno de los factores importantes para poder clasificar las uvas de mesa es el peso del racimo, el cual permita clasificarlas en tres categorías distintas de uva según su calibre basada en la norma técnica peruana NTP 011.012-2005 [1]. Por estos motivos, se requiere un sistema mediante el cual se extraiga de manera automatizada el peso del racimo de uva. En este estudio se propuso diseñar algoritmos de control y visión que permitan controlar un sistema automatizado para lograr disminuir el error debido al trabajo manual, y aumentar el volumen de procesamiento de los racimos de uva. Se procedió a abordar la solución a esta problemática utilizando técnicas del campo de visión por computadora. Un sistema de visión, comprende la selección del sistema de iluminación, así como la selección de la cámara de video las cuales deben garantizar una buena captura de la imagen del racimo de uva. La etapa de preprocesamiento permitirá realzar problemas de ruido que se presenten al momento de la captura de la imagen para poder continuar con una segmentación de la imagen y de esta forma realizar la toma de decisiones en la cual se utilizara una red neuronal artificial para poder determinar los pesos de los racimos de uva a partir de las imágenes. Adicionalmente se realizó el programa del controlador de procesos para un sistema mecánico-eléctrico, seleccionador de productos agrícolas, en esta etapa se seleccionó el controlador y se realizó la lógica de control de todo el sistema mecánico-eléctrico. Para la síntesis de los controladores de visión y del sistema mecánico-eléctrico, se utilizó un protocolo de comunicación que permitió realizar la configuración maestroesclavo entre el sistema de visión y el de control respectivamente. La validez de la lógica de control en el controlador de procesos fue corroborado mediante pruebas en un sistema mecánico-eléctrico para la selección de productos agrícolas que se encuentra en el laboratorio de Oleohidráulica y Neumática de la Sección de Ingeniería Mecánica de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). / Tesis

Hoy en día, el aspecto educacional es uno de los más importantes en todo país debido a que una nación logra desarrollarse plenamente gracias al aporte de sus ciudadanos y profesionales. Es aquí en donde surge el principal objetivo a conseguir con la presente tesis, promover el desarrollo de las habilidades cognitivas de las personas. La actual tesis presentará un videojuego que permitirá a toda persona que lo utilice poder mejorar sus habilidades y destrezas a nivel cerebral debido a que se ha logrado realizar un trabajo minucioso y exhaustivo sobre las bondades que debe poseer una aplicación para poder cumplir este fin con gran eficacia. Se ha decidido optar por esta solución debido a que, tras realizar un estudio del mercado actual, no se ha identificado un videojuego a nivel local que permita cumplir con estas necesidades. Si bien es cierto, a nivel global existen algunos videojuegos que buscan acercarse al objetivo expuesto en la presente tesis aún no se ha logrado uno que se consolide en cuanto al incentivo del desarrollo de las destrezas de los videojugadores. Se propone el videojuego como una solución recreativa, académica en incluso médica a la vez ya que permitirá a todo tipo de personas (niños, adultos, estudiantes, profesionales, pacientes, entre otros) poder utilizarlo sin problemas debido a su intuitiva y sencilla jugabilidad. Adicionalmente, las ventajas que ofrecerá el videojuego a desarrollar, así como las habilidades que ayudarán son múltiples y variadas y abarca aspectos desde la mejora de la memoria, pasando por la atención, velocidad, flexibilidad y hasta incluso la mejora en la destreza de la solución de problemas. El proyecto se desarrolla en un escenario real en el cual se pueden aplicar las mejores prácticas de gestión y desarrollo de proyectos. / Tesis

En el ámbito laboral, hemos constatado personalmente que en el planteamiento de personajes se produce una influencia proveniente de los lineamientos específicos de una campaña. Aun cuando el diseñador tiene un estilo propio, entra a calar la opinión del cliente o las exigencias del mercado. Por ello, nos preguntamos qué sucedería si el diseñador decidiera plantear una propuesta personal distinta en función del diseño de personajes. Obtuvimos respuesta a tal cuestionamiento en la Internet, donde se hallaron varios proyectos fuera del ámbito comercial, con una diversidad de estilos en campos como el arte, el diseño y la animación. Este hecho sembraría nuestro interés inicial en el que se denominaría contemporary character design e iniciaría nuestra exploración en diversos medios artísticos más allá del software de diseño digital. El resultado sería la creación de una serie de personajes que conformarían parte de un imaginario y estarían construidos con un lenguaje visual propio. El contemporary character design, término que en español significa “diseño de personajes contemporáneo”, convive con otras maneras de construir personajes como los que podemos apreciar en la animación en general, el cómic y el diseño de mascotas publicitarias. Sobrepasando tales parámetros comerciales, el contemporary character design ha llegado a desarrollarse y expandirse artísticamente demostrando su potencial creativo y manifestando rasgos característicos que lo diferencian de las otras expresiones artísticas mencionadas. Es importante aclarar que los proyectos vinculados al contemporary character design, si bien parten del entorno del diseño, nacen de proyectos libres en donde un diseñador o artista gráfico parodia o explora de manera lúdica los comportamientos y percepciones de la sociedad moderna en diversos ámbitos. Para ello, uno de los recursos más utilizados es el intertexto que toma como referencia la globalización de la imagen. No obstante, esta superposición de información podría tomar nuevas fuentes que no sólo se basen en el mass media y cuyo propósito sea más introspectivo, lo que abre las posibilidades de elaborar una propuesta artística en un nivel plástico y conceptual. / Tesis

Determina la hidrodinámica de la Bahía de Paracas mediante mediciones de campo y simulaciones numéricas. Analiza perfiles datos de temperatura, salinidad y velocidad de las corrientes obtenidos durante la campaña de mediciones oceanográficas, son complementados con datos meteorológicos y de nivel del mar. Realiza las simulaciones con el modelo computacional Estuary and Lake Computer Model (ELCOM 3D). Este modelo utiliza principios hidrodinámicos y termodinámicos para simular el comportamiento espacial y temporal de cuerpos de agua semicerrados y estratificados sometidos a forzamientos físicos externos. Obtiene una batimetría detallada de la Bahía (mayo 2005 y abril 2006) y datos hidrográficos para preparar el pre y postprocesamiento del modelo numérico mediante campañas de mediciones. El modelo resuelve numéricamente las ecuaciones de Navier-Stokes y el transporte de escalares para un flujo no permanente, no viscoso e incompresible utilizando la aproximación hidrostática y de Boussinesq. El modelo fue aplicado sobre una malla cartesiana rectangular con dx=dy=100 m, dz=2m, con un paso de tiempo dt=10 s. y fue forzado con series de tiempo de marea, radiación solar, velocidad y dirección del viento, temperatura del aire y humedad relativa. Se utilizó diferentes condiciones iniciales y de frontera en el modelo para analizar la capacidad de reproducir la dinámica física del sistema. Las simulaciones realizadas incluyen respuestas a flujos inducidos por cambios en la pendiente (respuestas barotrópicas), flujos inducidos por cambios en la densidad no homogéneos (respuestas baroclínicas), efectos rotacionales, esfuerzos del viento, forzamiento de marea, intercambio térmico superficial, y por transporte de sal y calor. El modelo simuló sólo la distribución de temperatura y corrientes en la Bahía, y se validó con datos de campo. Los resultados de las simulaciones muestran que la circulación superficial y la mezcla vertical responden al esfuerzo del viento para velocidades del viento superior a 4 m/s; durante la bajamar la dirección de la corriente de fondo fue hacia adentro de la Bahía por la boca de conexión y viceversa durante la pleamar; las corrientes superficiales siguieron la dirección del viento para velocidades mayores a 4 m/s. La estructura vertical de temperatura presentó gradientes pronunciados por lo que la estratificación observada se debe a la temperatura; esto se debe a que debido a la advección del sistema las temperaturas bajas entran por el fondo y parte Este, e inundan la Bahía modificando la mezcla y estratificación. La marea influye durante las pleamares y bajamares en la estratificación del fondo a la superficie. Las corrientes son del orden de 2 a 5 cm/s en la superficie y son influenciados por el viento, mientras que en el fondo son de 2 a 3 cm/s y responden al flujo y reflujo de la marea. / Tesis

Object recognition in videos is one of the main challenges in computer vision. Several methods have been proposed to achieve this task, such as background subtraction, temporal differencing, optical flow, particle filtering among others. Since the introduction of Convolutonal Neural Networks (CNN) for object detection in the Imagenet Large Scale Visual Recognition Competition (ILSVRC), its use for image detection and classification has increased, becoming the state-of-the-art for such task, being Faster R-CNN the preferred model in the latest ILSVRC challenges. Moreover, the Faster R-CNN model, with minimum modifications, has been succesfully used to detect and classify objects (either static or dynamic) in video sequences; in such setup, the frames of the video are input “as is” i.e. without any pre-processing. In this thesis work we propose to use Robust PCA (RPCA, a.k.a. Principal Component Pursuit, PCP), as a video background modeling pre-processing step, before using the Faster R-CNN model, in order to improve the overall performance of detection and classification of, specifically, the moving objects. We hypothesize that such pre-processing step, which segments the moving objects from the background, would reduce the amount of regions to be analyzed in a given frame and thus (i) improve the classification time and (ii) reduce the error in classification for the dynamic objects present in the video. In particular, we use a fully incremental RPCA / PCP algorithm that is suitable for real-time or on-line processing. Furthermore, we present extensive computational results that were carried out in three different platforms: A high-end server with a Tesla K40m GPU, a desktop with a Tesla K10m GPU and the embedded system Jetson TK1. Our classification results attain competitive or superior performance in terms of Fmeasure, achieving an improvement ranging from 3.7% to 97.2%, with a mean improvement of 22% when the sparse image was used to detect and classify the object with the neural network, while at the same time, reducing the classification time in all architectures by a factor raging between 2% and 25%. / Tesis