La estimación de la pose es un elemento de gran importancia para sistemas robóticos móviles que se desenvuelven en ambientes dinámicos. Existen diversas metodologías utilizadas para estimar esta pose, siendo esencial para el desempeño de todas ellas la calidad y abundancia de las observaciones obtenidas desde el ambiente. El objetivo del presente trabajo es aumentar la cantidad y mejorar la calidad de las observaciones de un robot humanoide antropomorfo. Para esto se implementó un sistema de visión activa, el cual permite discernir qué objeto o grupo de objetos resulta más conveniente observar para reducir la incerteza en la estimación de la pose del robot, desarrollando con tal propósito la capacidad para observar simultáneamente más de un objeto. Durante el período de trabajo se realizaron cuatro tareas principales para posibilitar el funcionamiento del sistema desarrollado. Estas consistieron en: (i) implementación de un detector de faros basado en el análisis de los puntos característicos de las regiones de color,(ii) habilitación en el simulador HL-Sim de la posibilidad de observar gráficamente las poses de los objetos presentes en el mapa local del robot, (iii) implementación de la funcionalidad de realizar seguimiento por posición, la que además contó con la capacidad de planificar trayectorias para la cabeza que consideren objetos extras durante el desplazamiento y de realizar seguimiento basado en la función de distribución de probabilidad de la ubicación del objeto, (iv) implementación de un algoritmo para discernir qué elementos observar, junto con la capacidad para observarlos. Los resultados obtenidos muestran en el perceptor de faros una alta tasa detecciones correctas (92,76%) y a la vez una baja tasa de falsos positivos (1,1%), lo cual corresponde a un resultado satisfactorio. En la rutina de seguimiento, se observó coherencia entre el seguimiento por posición y el seguimiento visual (diferencia angular del orden de 1 a 3 grados), además de evidenciar el correcto funcionamiento de las capacidades implementadas. Por último, en la rutina de visión activa los resultados y el comportamiento observado, revelan un correcto funcionamiento bajo un espacio de acciones en el que se consideran posibles la observación de objetos individualmente o en forma grupal. En conclusión, los resultados obtenidos revelan el buen funcionamiento de los métodos y algoritmos propuestos. Particularmente, el sistema implementado para la selección de los objetos a observar, a pesar de no mostrar una tendencia clara respecto a la reducción de la incerteza, permitió generar observaciones de diferentes objetos o grupos de estos, lo que resulta positivo para el sistema pues genera un mayor flujo de información que ingresa a éste.

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En los métodos actuales de SLAM visual, los mapas son representados mediante landmarks puntuales. Como la observación de un landmark puntual entrega sólo información angular sobre la cámara, se debe estimar una matriz de covarianza que considere todos los puntos para poder converger a una escala global. Sin embargo, como la complejidad computacional asociada al trabajo con matrices de covarianza crece de una forma cuadrática respecto al número de landmarks, la cantidad máxima de puntos con los cuales se puede trabajar n tiempo real está limitada a unos cientos. En este trabajo se propone un sistema de SLAM visual basado en el uso de los denominados landmarks cuerpo rígido. Un landmark cuerpo rígido representa la pose completa 6D (posición y orientación) de un cuerpo rígido en el espacio, y la observación de uno de estos landmarks proporciona información completa acerca de la pose de una cámara móvil. Cada landmarks cuerpo rígido es creado a partir de un conjunto de N landmarks puntuales mediante el colapso de 3N componentes del estado en 7 nuevas componentes del estado, además de un conjunto de parámetros que describe la forma del landmark. Los landmark cuerpo rígido son representados y estimados usando puntocuaterniones, los cuales son introducidos en este trabajo. Mediante el uso de los landmarks cuerpo rígido, el tiempo de ejecución del sistema de SLAM puede reducirse hasta un 5.5% a medida que la cantidad de landmarks aumenta. El sistema SLAM propuesto es validado y simulado en secuencias de video reales. El método propuesto puede ser extendido a cualquier sistema de SLAM que se base en el uso de landmarks puntuales, incluyendo aquellos generados mediante sensores láser.

Doctor en Ingeniería Eléctrica / El flujo óptico (OF, por sus siglas en inglés) es un campo vectorial que representa las velocidades aparentes de movimiento de los patrones de intensidad en una imagen que varía en el tiempo. El OF ha sido aplicado ampliamente a tareas de visión computacional y está siendo usado para análisis de imágenes biológicas. La literatura relevante muestra que (i) la mayoría de los artículos apenas cubre el tema de la selección óptima de parámetros y (ii) el criterio para optimización y ranking de métodos de OF tiende a ser precisión o velocidad, pero no un criterio conjunto de precisión y velocidad. Esta tesis presenta como su contribución principal una metodología novedosa para la selección de parámetros de un método de OF cualquiera, basado en la optimización concurrente de varios objetivos. Esta metodología está basada en optimización multi-objetivo evolutiva y busca los parámetros que optimizan dos objetivos, precisión y velocidad del OF, al mismo tiempo. La metodología encuentra un conjunto de configuraciones que son óptimas en el sentido de Pareto, es decir que no hay configuraciones mejores que otras en todos los objetivos. Este conjunto de configuraciones caracteriza cada método de OF, dando una curva de operación precisión-velocidad para el método y permitiendo la comparación entre distintos métodos. Los resultados muestran que la metodología propuesta logra mejoras tanto en la precisión como en la velocidad de un método de OF, entendidos como una medida de error de OF y el tiempo de ejecución del método de OF. La metodología presentada fue aplicada exitosamente a un problema biológico. Fue probada para la selección de parámetros de OF para experimentos de seguimiento (tracking) apuntando al análisis 3D de estructura en microscopía electrónica de objetos biológicos. Produjo una reducción importante en tiempo de ejecución, manteniendo bajo el error de tracking. Esta metodología ahorraría tiempo a investigadores que trabajan con OF, evitando selección manual de parámetros y dándoles la configuración de parámetros adecuada para su aplicación. Sería interesante desarrollar rankings en línea para comparación de métodos de OF, aprovechando las curvas de operación multi-objetivo.

En los últimos años, la calidad física del mobiliario en los espacios públicos recreativos ha cobrado importancia como un factor determinante para el uso y permanencia de usuarios en el lugar; sin embargo, ello no ocurre necesariamente. Con el propósito de superar estudios que priorizan los aspectos físicos, se parte de enfoques teóricos que proponen integrar en el diseño componentes del espacio, los usuarios y el entorno para lograr un diseño de calidad. Esto tiene especial relevancia en los espacios públicos recreativos de un borde costero como el de Lima, conformado por un acantilado de alturas variantes en su trayecto. Se estudian dos tramos de la Costa Verde con diferentes características de morfología y diseño. La información, obtenida en época de invierno y básicamente con trabajo en campo, permitió constatar que el grado de uso y permanencia de los usuarios en cada lugar está influenciado por la integración de al menos dos factores de calidad urbana.

[EN] The evaluation of the quality of food products is a constant concern for the different actors in the production chain and requires the use of a number of analytical methods: physical, chemical, biochemical and sensory; which are destructive, time-consuming, are expensive, laborious and, in the case of sensory, subjective, which makes its application process online. Unlike traditional methodologies, hyperspectral imaging technology emerges as a non-destructive tool for quality assessment. In the Amazon Region (Peru) quality evaluation is performed with traditional methodologies, which has significant limitations as, for example, late detection of infections in crops, if coffee rust; the inability to determine adulteration, if the presence of starch in cheese; or, the subjective classification as quality standards, case marbling of beef. On the other hand, the application of hyperspectral imaging technology requires a series of steps for obtaining, processing and analysing information, which have been developed and implemented by various researchers, but have not been unified in one system and procedures for use by users unfamiliar with the depth of the computer analysis. In this context, this thesis has been planned in order to develop an IT application for the use of hyperspectral imaging technology to assess the quality of three food products in the Amazon Region (Peru). For this purpose it was necessary to create a number of subsystems, modules and routines, which were subsequently implemented by user windows (Guides) and functions using the mathematical software Matlab 2010ª. The applicability of the developed system was tested in three case studies: detecting the degree of rust infection in samples of coffee leaves detecting adulteration in samples of fresh cheese with starch at different concentrations, and classification according to samples marbling standards beef. As a result of the system development, the developed IT toolswere implemented in a software that allows easy use of them and that is compatible with the system by reflectance imaging. As for the cases studied, the analysis results of early infection coffee leaf rust, showed statistically significant differences from the analysis judges attributable to the increased sensitivity of the system. For the analysis of fresh cheese adulteration has been shown that the application of the hyperspectral imaging technique to detect adulteration cornmeal in cheese, based on the relationship between the reflectance and the starch content in samples of fresh cheese. Also, the implemented methodology, based on hyperspectral imaging technology, proved to be valid for the determination of the quality of beef based on the Japanese standard of marbling. An advanced version of the software could be patented and transferred to industry, at a later stage to the realization of this thesis. Such software could be designed so that could include progressively new useful tools in quality control of other agro-food processes. / [ES] La evaluación de la calidad de los productos agroalimentarios es una preocupación constante para los diversos actores de la cadena agroproductiva y requiere del uso de una serie de métodos de análisis: físicos, químicos, bioquímicos y sensoriales; los cuales son destructivos, demandan mucho tiempo, son costosos, laboriosos y, en el caso de los sensoriales, subjetivos, lo cual dificulta su aplicación en procesos en línea. Frente a las metodologías tradicionales, la tecnología de imágenes hiperespectrales surge como una herramienta no destructiva de evaluación de la calidad. En la Región Amazonas (Perú) la evaluación de la calidad se realiza con las metodologías tradicionales, lo cual presenta importantes limitaciones como, por ejemplo, la detección tardía de infecciones en cultivos, caso de la roya del café; la imposibilidad de determinar adulteraciones, caso de la presencia de almidón en queso fresco; o bien, la clasificación subjetiva según estándares de calidad, caso del marmoleado de carne de res. Por otro lado, la aplicación de la tecnología de imágenes hiperespectrales requiere de una serie de pasos para la obtención, procesado y análisis de la información, los cuales han sido desarrollados y aplicados por diversos investigadores, pero que no han sido unificados en unsistema y procedimiento para su uso por usuarios no familiarizados con la profundidad del análisis informático. En este contexto, la presente tesis doctoral se plantea con el fin de desarrollar una aplicación informática para el uso de la tecnología de imágenes hiperespectrales en la evaluación de la calidad de tres productos agroalimentarios de la Región Amazonas (Perú). Para ello, fue necesario crear una serie de subsistemas, módulos y rutinas, que posteriormente fueron implementadas mediante ventanas de usuario (Guides) y funciones, empleando el software matemático Matlab 2010ª. La aplicabilidad del sistema desarrollado se probó en tres casos de estudio: detección del grado de infección por roya en muestras de hojas de café, detección de la adulteración en muestras de queso fresco con almidón a distintas concentraciones, y clasificación según estándares de marmoleado de muestras de carne de res. Como resultado del desarrollo del sistema, las herramientas informáticas desarrolladas se implementaron en un software que permite fácil uso de las mismas y que es compatible con el sistema de adquisición de imágenes mediante en modo de reflactancia. En cuanto a los casos estudiados, los resultados del análisis de la infección temprana por roya en hojas de café, muestrandiferencias estadísticamente significativas con respecto al análisis por jueces, atribuiblesa la mayor sensibilidad del sistema. Para el análisis de la adulteración queso fresco se ha demostrado que la aplicación de la técnica de imágenes hiperespectrales permite detectar la adulteración por harina de maíz en queso fresco, en base a la relación entre la reflactanciay el contenido de almidón en muestras de queso fresco. Asimismo, la metodología implementada, basada en tecnología de imágenes hiperespectrales, probo ser válida para la determinación de la calidad de carne de res en base a la norma japonesa de marmoleado. Una versión avanzada del software podría ser patentada y transferida a la industria, en una fase posterior a la realización de esta tesis doctoral. Dicho software podría ser diseñado de tal forma que pudiera incluir de forma progresiva nuevas herramientas útiles en el control de calidad de otros procesos agroalimentarios. / [CAT] L'avaluació de la qualitat dels productes agroalimentaris és una preocupació constant per als diversos actors de la cadenaagroproductiva i requereix de l'ús d'una sèrie de mètodes d'anàlisis: físics, químics, bioquímics i sensorials; els quals són destructius, demanden molt temps, són costosos, laboriosos i, en el cas dels sensorials, subjectius, la qual cosa dificulta la seua aplicació en processos en línia. Enfront de les metodologies tradicionals, la tecnologia d'imatges hiperespectrals sorgeix com una eina no destructiva d'avaluació de la qualitat. En la Regió Amazones (Perú) l'avaluació de la qualitat es realitza amb les metodologies tradicionals, la qual cosa presenta importants limitacions com, per exemple, la detecció tardana d'infeccions en cultius, cas de la roia del cafè; la impossibilitat de determinar adulteracions, cas de la presència de midó en formatge fresc; o bé, la classificació subjectiva segons estàndards de qualitat, cas del marmolejat de carn de cap de bestiar. D'altra banda, l'aplicació de la tecnologia d'imatges hiperespectrals requereix d'una sèrie de passos per a l'obtenció, processament i anàlisi de la informació, els quals han sigut desenvolupats i aplicats per diversos investigadors, però que no han sigut unificats en un únic sistema i procediment per al seu ús per usuaris no familiaritzats amb la profunditat de l'anàlisi informàtica. En aquest context, la present tesi doctoral es planteja amb la finalitat de desenvolupar una aplicació informàtica per a l'ús de la tecnologia d'imatgeshiperespectrals en l'avaluació de la qualitat de tres productes agroalimentaris de la Regió Amazones (Perú). Per a açò, va ser necessari crear una sèrie de subsistemes, mòduls i rutines, que posteriorment van ser implementades mitjançant finestres d'usuari (Guides) i funcions, emprant el programari matemàtic Matlab 2010ª. L'aplicabilitat del sistema desenvolupat es va provar en tres casos d'estudi: detecció del grau d'infecció per roia en mostres de fulles de cafè, detecció de l'adulteració en mostres de formatge fresc amb midó a diferents concentracions, i classificació segons estàndards de marmolejat de mostres de carn de cap de bestiar. Com a resultat del desenvolupament del sistema, les eines informàtiques desenvolupades es van implementar en un programari que permet un fàcil ús de les mateixes i que és compatible amb el sistema d'adquisició d'imatges mitjançant reflactància. Quant als casos estudiats, els resultats de l'anàlisi de la infecció primerenca per roia en fulles de cafè, mostren diferències estadísticament significatives pel que fa a l'anàlisi per jutges, atribuïbles a la major sensibilitat del sistema. Per a l'anàlisi de l'adulteració formatge fresc s'ha demostrat que l'aplicació de la tècnica d'imatges hiperespectrals permet detectar l'adulteració per farina de dacsa en formatge fresc, sobre la base de la relació entre la reflactpància i el contingut de midó en mostres de formatge fresc. Així mateix, la metodologia implementada, basada en tecnologia d'imatges hiperespectrals, va provar ser vàlida per a la determinació de la qualitat de carn de cap de bestiar sobre la base de la norma japonesa de marmolejat. Una versió avançada del programari podria ser patentada i transferida a la indústria, en una fase posterior a la realització d'aquesta tesi doctoral. Aquest programari podria ser dissenyat de tal forma que poguera incloure de forma progressiva noves eines útils en el control de qualitat d'altres processos agroalimentaris. / Castro Silupu, WM. (2016). Aplicación de la tecnología de imágenes hiperespectrales al control de calidad de productos agroalimentarios de la región de Amazonas (Perú) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63250 / TESIS

Esta tesis trata de avanzar en sistemas de visión por computador aplicados a la inspección automática de la calidad de frutas y verduras en dos entornos en los que hasta la fecha no se ha trabajado en profundidad como son la inspección en campo antes de la recepción de la fruta por la central hortofrutícola y la inspección automática de la calidad de fruta procesada. Se pretende así rellenar un hueco importante en la aplicación de la visión por computador como una herramienta al servicio del sector en la inspección de frutas y verduras. El desarrollo de técnicas de visión por computador en la inspección de la calidad de los productos agrícolas se debe a la necesidad de encontrar una alternativa a los métodos de inspección manual tradicionales para eliminar el contacto con el producto, aumentar la fiabilidad y objetividad, introducir flexibilidad a las líneas de confección e incrementar la productividad y competitividad de nuestras empresas. Esta tecnología está ampliamente extendida para la inspección de fruta en fresco en almacenes de confección pero, sin embargo, todavía no se ha aplicado en campo por las dificultades técnicas que conlleva este entorno, y tampoco en el sector de la fruta mínimamente procesada, debido a la fragilidad y dificultad de manipulación del producto, la complejidad de la inspección y el relativo menor valor económico respecto de la fruta en fresco. En esta tesis se aborda, por una parte, la creación de un sistema de visión por computador instalado en una plataforma de asistencia a la recolección de cítricos sobre la que se analiza la fruta a la vez que se recolecta y se clasifica en diversas categorías en función de su color, tamaño o calidad (presencia de defectos externos). Los mayores problemas del trabajo en campo se refieren a una iluminación inestable, movimientos y vibraciones, energía eléctrica limitada o efectos de la intemperie. Para ello es necesario diseñar un sistema de visión por computador compacto, robusto, rápido y muy efi / Cubero García, S. (2012). Diseño e implementación de nuevas tecnologías basadas en visión artificial para la inspección no destructiva de la calidad de fruta en campo y mínimamente procesada [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15999 / Palancia

El desarrollo de la presente tesis obedece a un problema real originado en los almacenes de la siderúrgica más grande del país, la Corporación Aceros Arequipa. En su operación de despacho se ha visto la necesidad de mejorar el proceso de conteo de varillas conformantes de los paquetes a entregar al cliente final luego de ser preparados. Hasta este momento, dicho conteo se ejecuta de manera manual, teniendo como consecuencia la alta tasa de error, producto de las desventajas inherentes al factor humano como son el cansancio y la desconcentración. Viendo esto, se propuso automatizar dicho conteo mediante el uso de técnicas de visión artificial. Para esto la empresa condicionó dos cosas al proyecto, confiabilidad y portabilidad. Por esta razón, se iniciará el proyecto con una etapa de investigación, tanto de componentes como de qué técnica de teoría de imágenes a utilizar para realizar el conteo. Luego de haber concluir la etapa de investigación, se comenzará con el desarrollo del prototipo, el cual no obtuvo resultados al inicio en cuanto a confiabilidad, producto de las noveles técnicas utilizadas en la detección y conteo de varillas. Con el pasar de los meses, se fue mejorando el algoritmo hasta llegar a una versión considerada como confiable por obtener una tasa de confiabilidad de 0.0057% de varillas erradas. En el texto de la presente tesis, se profundizará en la justificación del desarrollo del proyecto. También se detallarán las características del prototipo desarrollado, tanto en el aspecto físico como es el caso de los componentes, así como en el algoritmo desarrollado para obtener un conteo confiable de las varillas. Así mismo, se analizarán los resultados de las pruebas realizadas con el conteo y se contrastarán con las mediciones de error de despacho producto del conteo manual. Luego, se extrapolarán estos resultados a meses y años con el fin de comparar de una manera más didáctica los dos métodos. Por último, se listarán una serie de conclusiones a las que se llegó en el desarrollo del proyecto, salvando las múltiples dificultades que se presentaron durante el avance del mismo. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Determina la eficacia a corto plazo de la inyección intravítrea de bevacizumab, en los cambios de agudeza visual y disminución del grosor macular central, en pacientes con degeneración macular húmeda, del Hospital Nacional Arzobispo Loayza, durante los años 2012-2013 Materiales y Métodos: Se realizó estudio observacional, analítico, retrospectivo y transversal en pacientes con degeneración macular húmeda, del servicio de Oftalmología del Hospital Nacional Arzobispo Loayza, durante los años 2012 – 2013. Se enrolaron 62 ojos de 50 pacientes. Se realiza seguimiento a los dos meses posteriores a la administración de Bevacizumab. Se consideró los siguientes datos: sexo, edad, agudeza visual y grosor macular central antes y después del tratamiento, y la ganancia de letras. El análisis se realizó mediante la prueba estadística “t” para muestras relacionadas empleada para la verificación de las hipótesis. La edad media fue de 77,64 años, el 56% fue para el género femenino y el 44% para el masculino. Entre los sesenta y dos ojos tratados, respecto a la mejora de agudeza visual no se logró significancia estadística en la agudeza visual para el ojo derecho (p=0,144) pero si para el ojo izquierdo (p=0,000). Respecto al grosor macular se obtuvo una reducción promedio del grosor macular central de 191.95 μ en comparación al inicio de tratamiento (p=0.001). Respecto a la ganancia de letras en el ojo derecho, no se obtuvo ganancia significativa (p=0.361) para el ojo izquierdo la ganancia de letras si tuvo significancia ((p=0.001). El tratamiento con Bevacizumab, para el manejo de la degeneración macular húmeda, logró disminuir el grosor macular central en ambos ojos en 191,95 μ. Existe diferencia significativa en la mejora de agudeza visual para el ojo izquierdo (p=0,000) a los dos meses del tratamiento con Bevacizumab. / Trabajo de investigación

La gestión del tráfico es una tarea muy compleja. La información generada por los sistemas tradicionales de monitorización (por ejemplo espirales) es muy limitada e insuficiente para realizar estudios más ambiciosos y complejos sobre el tráfico. Hoy en día esto es un problema en un mundo donde técnicas como el Big Data se han metido en todos los ámbitos. Esta tesis se enfoca en abordar el problema de monitorización automática de vehículos empleando sensores más modernos como las cámaras. Estos sensores llevan ya varias décadas instalados en las carreteras pero con una misión limitada a la monitorización pasiva de las mismas. El objetivo de la tesis es aprovechar estos sensores con algoritmos capaces de extraer información útil de forma automática de las imágenes. Para ello, vamos a abordar dos problemas clásicos en este campo como son el seguimiento y la clasificación automática de vehículos en varias categorías. Dentro del marco de los sistemas inteligentes de transporte (ITS, por sus siglas en inglés), el trabajo presentado en esta tesis aborda los problemas típicos relacionados con el seguimiento de vehículos como la eliminación de sombras y el manejo de oclusiones. Para ello se ha desarrollado un algoritmo que combina criterios de proximidad espacial y temporal con un algoritmo basado en KLT para el seguimiento tratando de aprovechar las ventajas de cada uno de ellos. En el contexto de la clasificación se ha desarrollado un algoritmo híbrido que combina plantillas 3D que representan las distintas categorías de vehículos junto con un clasificador SVM entrenado con características visuales de camiones y autobuses para afinar la clasificación. Todos los algoritmos utilizan una sola cámara como sensor principal. Los sistemas desarrollados han sido probados y validados experimentalmente sobre una amplia base de vídeos tanto propios como otros independientes. Hemos recopilado y etiquetado una amplia colección de vídeos de tráfico representativos de un variado abanico de situaciones que ponemos a disposición de la comunidad científica como banco de pruebas.