Identificación visual en ambientes subacuáticos

[ES] Los erizos de mar han servido como modelo prototípico de organismo en el desarrollo de la Biología. La irrupción de este animal como especie invasora en los fondos canarios, combinada con el éxito reproductivo que ha tenido en nuestras aguas, ha creado un problema medioambiental importante que se ha intentado atajar con la puesta en marcha de proyectos e iniciativas orientados a su erradicación (matanzas masivas) o su contención con intentos de estimular su explotación comercial para uso gastronómico. En el transcurso de este trabajo se pretende explorar la robustez con la que se pueden clasificar visualmente diferentes tipos de erizos (principalmente Diadema antillarumy y Erizos autóctonos) a partir tanto de imágenes estáticas como de secuencias de vídeo para evaluar si, mediante el empleo de técnicas de visión por computador, es posible resolver estas tareas mediante la inspección automática de vídeos e imágenes.

Rediseño de identidad visual

El siguiente trabajo se basa en el rediseño de la marca del INTA (Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria) y el desarrollo integral de sus comunicaciones. El sistema desarrollado aborda áreas como identidad corporativa, diseño editorial y señalética.

Aprende a leer : sistema de fichas de recuperación y refuerzo para Educación Infantil, Especial e Integración. Nivel II.

Aprende a leer es un sistema de fichas de iniciación a la lectura, especialmente confeccionado para niños de Educación Infantil, alumnos lentos o con dificultades para la lectura y fundamentalmente para alumnos deficientes integrados en aulas de Primaria o Educación Especial. Aporta al profesorado una metodología sencilla y útil aplicación, tanto para el grupo clase como reducido o individual. Este método o sistema está estructurado en tres niveles que se han plasmado en tres cuadernos: en el primer nivel o cuaderno el alumno discriminará auditiva y visualmente todos los fonemas de nuestra lengua comenzando por la identificación visual de una letra entre varias, se pasa a continuación a la localización de la misma entre imágenes para terminar con la diferenciación auditiva de ésta estimulándose mediante gráficos o dibujos. Tras el aprendizaje de cada cinco fonemas se incluyen dos o tres fichas de repaso y refuerzo con objeto de asegurar la adquisición de los mismos. Este proceso se continuará hasta el último fonema con el cual se da fin a este primer cuaderno. En el segundo nivel, el del presente libro, el alumno proseguirá con el aprendizaje de las letras en palabras pasando más adelante al conocimiento detallado de cada una de las sílabas y a su posterior lectura. En el Nivel III se entra de lleno en la palabra, y en lenta progresión, evitando dejar lagunas que posteriormente podrían dar pie a estancamientos o retrocesos en el aprendizaje, se llega a la lectura de oraciones o frases con el cual se deja al alumno preparado para los distintos estudios que poco a poco habrá de ir afrontando.

Aprende a leer : sistema de fichas de recuperación y refuerzo para Educación Infantil, Especial e Integración. Nivel III.

Aprende a leer es un sistema de fichas de iniciación a la lectura, especialmente confeccionado para niños de Educación Infantil, alumnos lentos o con dificultades para la lectura y fundamentalmente para alumnos deficientes integrados en aulas de Primaria o Educación Especial. Aporta al profesorado una metodología sencilla y útil aplicación, tanto para el grupo clase como reducido o individual. Este método o sistema está estructurado en tres niveles que se han plasmado en tres cuadernos: en el primer nivel o cuaderno el alumno discriminará auditiva y visualmente todos los fonemas de nuestra lengua comenzando por la identificación visual de una letra entre varias, se pasa a continuación a la localización de la misma entre imágenes para terminar con la diferenciación auditiva de ésta estimulándose mediante gráficos o dibujos. Tras el aprendizaje de cada cinco fonemas se incluyen dos o tres fichas de repaso y refuerzo con objeto de asegurar la adquisición de los mismos. Este proceso se continuará hasta el último fonema con el cual se da fin a este primer cuaderno. En el segundo nivel, el alumno proseguirá con el aprendizaje de las letras en palabras pasando más adelante al conocimiento detallado de cada una de las sílabas y a su posterior lectura. En el Nivel III, el del presente libro, se entra de lleno en la palabra, y en lenta progresión, evitando dejar lagunas que posteriormente podrían dar pie a estancamientos o retrocesos en el aprendizaje, se llega a la lectura de oraciones o frases con el cual se deja al alumno preparado para los distintos estudios que poco a poco habrá de ir afrontando.

Aprende a leer : sistema de fichas de recuperación y refuerzo para Educación Infantil, Especial e Integración. Nivel I.

Aprende a leer es un sistema de fichas de iniciación a la lectura, especialmente confeccionado para niños de Educación Infantil, alumnos lentos o con dificultades para la lectura y fundamentalmente para alumnos deficientes integrados en aulas de Primaria o Educación Especial. Aporta al profesorado una metodología sencilla y útil aplicación, tanto para el grupo clase como reducido o individual. Este método o sistema está estructurado en tres niveles que se han plasmado en tres cuadernos: en el primer nivel o cuaderno, el del presente libro, el alumno discriminará auditiva y visualmente todos los fonemas de nuestra lengua comenzando por la identificación visual de una letra entre varias, se pasa a continuación a la localización de la misma entre imágenes para terminar con la diferenciación auditiva de ésta estimulándose mediante gráficos o dibujos. Tras el aprendizaje de cada cinco fonemas se incluyen dos o tres fichas de repaso y refuerzo con objeto de asegurar la adquisición de los mismos. Este proceso se continuará hasta el último fonema con el cual se da fin a este primer cuaderno. En el segundo nivel, el alumno proseguirá con el aprendizaje de las letras en palabras pasando más adelante al conocimiento detallado de cada una de las sílabas y a su posterior lectura. En el Nivel III se entra de lleno en la palabra, y en lenta progresión, evitando dejar lagunas que posteriormente podrían dar pie a estancamientos o retrocesos en el aprendizaje, se llega a la lectura de oraciones o frases con el cual se deja al alumno preparado para los distintos estudios que poco a poco habrá de ir afrontando.

Identidad del Mercado Artesanal Mendocino

El presente proyecto aborda el desarrollo de la marca del Mercado Artesanal Mendocino, quien comercializa las artesanías realizadas por aborígenes de Mendoza. Para lograr su posicionamiento en el mercado local y lograr la identificación del público, genera piezas gráficas editoriales y multimediales. Pensando en su comercialización, construye diversos soportes gráficos que sean portadores y contenedores de esta información.

Imagen e interacción narrativa en los nuevos medios: Los videojuegos narrativos y Heavy Rain

Este artículo analiza cómo los llamados “videojuegos “narrativos” intentan, basándose en la lectura y el cine, aproximar llevar más allá la experiencia del jugador, utilizando como texto de análisis Heavy Rain (Quantic Dream, 2010). Se analizará como estos videojuegos combinan lo narrativo y lo visual en torno a dos ejes fundamentales: por un lado, su identificación (visual y argumental) con géneros de estética muy marcada, como literatura de detectives o cine negro; por otro, por el carácter interactivo de la narración, es decir, la participación activa del jugador y su capacidad para influir sobre la historia narrada, más allá el papel tradicionalmente pasivo reservado al lector o espectador. Esta interactividad está anclada en lo sensorial, más específicamente en lo visual, y es, seguramente, la característica que añade un aspecto más innovador a este nuevo medio, y lo que convierte a estos videojuegos en ejemplos privilegiados de hasta dónde pueden unirse lo narrativo y lo visual.

Manual de Atención al Alumnado con Necesidades Específicas de Apoyo Educativo derivadas de Discapacidad Visual y Sordoceguera.

Resumen basado en el de la publicación

Syllable structures is modulating the optimal viewing position in visual word recognition. 'La estructura silábica modula la posición óptima de visualización en el reconocimiento visual de palabras'.

Resumen en español. Resumen basado en el de la publicación

Princesa, ya no : aplicación de técnicas creativas para la identificación y crítica de la violencia simbólica y el sexismo en los cuentos y obras audiovisuales : producción de recursos no sexistas.

Mención honorífica de la convocatoria de premios 'Irene: la paz comienza en casa 2006'. Resumen basado en el de la publicación

Identificación de subtipos funcionales de la deficiencia mental establecida.

Los objetivos son : 1-Estudiar las catacterísticas del deficiente mental a través de la cartografía cerebral 2- De los potenciales eléctricos resultantes, estudiar cuáles tienen relación con el rendimiento cognitivo del deficiente mental 3-Relacionar los datos obtenidos de la cartografía cerebral y datos de tipo cognitivo de los deficientes mentales 4-Comprobar si es posible encontrar diferencias entre los deficientes mentales, de manera que se puedan establecer grupos distintos de deficientes mentales con criterios neurofisiológicos y estudiar sus características cognitivas 5-Buscar datos y conclusiones útiles para la orientación terapeútica de los deficientes 6-Investigar si existen alteraciones del funcionamiento cerebral que afectan de manera distinta a grupos de deficientes. 200 individuos deficientes mentales, divididos en deficientes mentales medios, ligeros y límites, además de un grupo de sujetos de cociente intelectual normal con trastornos de aprendizaje, la gran mayoría residentes en la Comunidad Autónoma de Madrid, cuyo medio sociocultural es urbano, mayores de 10 años y todos escolarizados. Como instrumentos de recogida de datos se han empleado : 1-Batería de pruebas psicotécnicas estandarizadas 2-Escala de Inteligencia para niños de Wechsler o WISC 3-Test de Habilidades Psicolingüísticas de Illinois ITPA 4-Test de Frostig 5-Test Gestáltico Viso-motor de L. Bender 6-Test de Memoria Visual de Benton 7-Como instrumentos neurofisiológicos se ha utilizado un cartógrafo cerebral Biologic Systems, modelo Brain Atlas III, capaz tanto de recoger ondas electroencefalográficas y de analizarlas digitalmente para conformar un mapa bioeléctrico cerebral, como de realizar pruebas de 'potenciales evocados' (es decir, potenciales eléctricos cerebrales que se obtienen como respuesta a un estímulo externo). Son : 1-Los estudios de los ritmos cerebrales han encontrado diferencias entre los sujetos deficientes mentales y los normales 2-Los ritmos cerebrales de los deficientes mentales presentan signos dismadurativos y rasgos anómalos 3-La distribución del factorial de los ritmos cerebrales de los deficientes mentales no difiere significativamente de la encontrada por otros autores en sujetos normales 4-Hay correlación entre los factores obtenidos del análisis de frecuencias y el rendimiento de los deficientes en pruebas cognitivas 5-Los potenciales evocados visuales de los deficientes mentales difieren de los de los sujetos normales 6-Las ondas propias de los potenciales evocados auditivos aparecen con menor voltaje y mayor latencia en los deficientes mentales. Los factores estudiados indican que hay distintos tipos de deficiencia o fortaleza en las facultades cognitivas de los sujetos asociados a distintos fenómenos neurofisiológicos. Se han identificado en la muestra seis grupos diferentes de sujetos. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, los autores creen que no es posible plantear la pedagogía terapeútica con programas y metodologías iguales para todos los deficientes. Tampoco dudan de que estos deficientes mentales no son personas con una mentalidad equivalente a niños más pequeños y que, por lo tanto, bastará impartirles contenidos de cursos inferiores para adaptarlos al medio escolar. En el momento actual, no se conocen soluciones médicas para los déficits encontrados ; sin embargo cabría la posibilidad de cambiar las estrategias de enseñanza para posibilitar el desarrollo intelectual a pesar de las áreas deficitarias encontradas.

Influencia del color con el uso de mediador visual y sonoro en el aprendizaje de las formas de letras.

Estudiar la influencia del color con el uso de mediador visual y sonoro en el aprendizaje de las formas de las letras. Se han utilizado distintas muestras en la comprobación experimental: 1. Muestras de sujeto único. 1.1. Muestra de sujeto A: De tres años y medio, de nivel socioeconómico medio, no conocía ninguna letra. Se han realizado seis sesiones de trabajo, de tres ensayos y una duración aproximada de 10 minutos. El material utilizado corresponde a la Forma I de la investigación, con reforzamiento primario. 1.2. Muestra con sujeto B: De cuatro años, nivel socioeconómico medio. Se ha utilizado la Forma I de la prueba, se han realizado dos sesiones de tres ensayos de una duración aproximada de diez minutos, y utilizando refuerzo primario. 2. Muestra con grupos. 2.1. Los grupos A y B validan las diferentes formas del instrumento empleado en la investigación, y en los Grupos C y D son donde verdaderamente se realiza la investigación propiamente dicha. 2.2. Grupo como clase: Dos muestras de niños y niñas de veintiuno y diecinueve alumnos respectivamente. De cuatro a cinco años, nivel socioeconómico bajo, se ha utilizado la Forma I de la investigación con reforzamiento primario. Se realizaron once sesiones de tres ensayos, de diez minutos de duración. 2.3. En grupo pequeño: Cuarenta alumnos de un centro privado, varones todos, con una media de edad de cuatro años y tres meses. Se les ha dividido en cuatro grupos: A, B, C y D de 10 alumnos por grupo, asignando por azar el diseño y tipo de mediador. Se utiliza la Forma I de la prueba en el grupo C, en los grupos A y B se utiliza la Forma II y en el grupo D, se realiza la prueba sin mediador. 2.4. Dos grupos de 24 alumnos de un colegio público situado en la perifieria de Salamanca, la media de edad de los alumnos es de cuatro años y diez meses, y de un nivel socioeconómico bajo. 2.5. Realizada con grupos de la misma clase, el grupo A con 9 alumnos y una media de edad de 4 años y 4 meses y el grupo B de 8 alumnos con una media de edad de cuatro años y dos meses. 2.6. Realizada con tres grupos de la misma clase, utilizando el test Reversal de Edfelt para catalogar a los alumnos, el grupo consta de 30 alumnos de un Colegio Público que habían cursado preescolar. La edad media es de cuatro años y diez meses, y tiene un nivel sociocultural medio-bajo. Se han realizado 11 sesiones de tres ensayos, de una duración aproximada de 7 minutos. Realizado el control cada 2 sesiones utilizando para el control la Planilla. Se ha utilizado reforzamiento verbal. La línea base es semejante en los tres grupos. La forma de la prueba utilizada es la II. El grupo A utiliza como color el verde, el grupo B utiliza el color rojo y el grupo C utiliza el azul. 2.7. Utilizando 4 grupos: B, C y E pertenecientes a una misma clase y el grupo A que presenta características semejantes, procedente de otra clase. Presentan similares características respecto la homogeneización de los grupos, y ninguno de ellos había cursado primero de Preescolar. El grupo A utiliza el color negro, el grupo B utiliza negro y rojo, el grupo C el amarillo, el grupo D utiliza cada letra de un color. Hipótesis de partida: 'El color que se asigne a las letras en el proceso de aprendizaje de las mismas no tiene ninguna influencia en el nivel de ejecución alcanzado en su reconocimiento'. Se considera que la edad del niño de 4 a 5 años es suficiente para haber alcanzado un nivel de madurez que le permita disponer de una serie de aptitudes suficientes para iniciar la investigación. La investigación se limita al aprendizaje y reconocimiento de la forma de las letras y a la influencia del uso del color en el aprendizaje de las mismas, con la utilización de mediadores que aislen técnicamente de la influencia de otras variables ajenas al color. La investigación se apoya en el procedimiento asociativo que supone una discriminación de las formas, pero que no requiere procedimientos de aprendizaje. Se realiza una aproximación a la teoría de rasgos y plantillas, para trabajar en una metodología de tipo fonético-silábico. La investigación realiza el análisis en base al color utilizado en la tipografía de las letras de las cartillas escolares. Mediadores empleados: 1. Visuales: 1.1. Dibujos. 1.2 Utilización de colores diferentes. 2. Sonoros: 2.1. Reproducción de ruidos y sonidos. a) Test Reversal de Edfelt. b) Forma 0 de la prueba: Diapositivas realizadas con recortes de acetato, confeccionadas manualmente con dibujos calcados o diseñados. c) Forma I de la prueba: Una pintora de dibujos infantiles realiza el diseño con el mismo formato, trazado y tamaño que la forma 0, en una cartulina de tamaño un cuarto de folio, posteriormente son reducidos en fotocopiadora y pasados a acetato. d) Forma II: Consistente en dar a los dibujos una forma de letra (por ejemplo a los dibujos de animales se les asocia su sonido). Análisis de varianza. Los resultados de la investigación indican que no existen diferencias significativas entre los grupos que utilizan el negro y negro-rojo, ni amarillo, señalando que no existen diferencias significativas en el aprendizaje de las letras de forma aislada. Se observa diferencias entre los grupos que utilizan el negro solo y el que utiliza el negro-rojo en la tipografía de los textos. En el aprendizaje del grupo que usa todos los colores pudiera convertirse en atingente el color con respecto a la forma, en el inicio del aprendizaje, dando al sujeto respuestas exploratorias y de atención al color en detrimento de la atención prestada a la forma. Pasado el momento inicial, se considera que el color no afectaría. No se observan diferencias significativas por la utilización de determinados colores u otros. Se cumple la hipótesis inicial de partida en los distintos grupos evaluados. 1. El color asignado a las letras para realizar el aprendizaje no influye en la mayor o menor ejecución en el reconocimiento de las mismas desde el punto de vista asociativo forma-color. 2. Se puede emplear cualquier color para la enseñanza de forma aislada de las letras, no existiendo diferencias significativas en la utilización de distintos colores. 3. La utilización de varios colores, uno para cada letra, puede convertir, al menos en un primer momento en atingente el color en vez de la forma, disminuyendo la ejecución y retrasando el aprendizaje. 4. El uso de colores débiles o de escaso contraste con el fondo pueden en un primer momento y con un procedimiento asociativo dirigir el esfuerzo atencional en lugar a la percepción a la identificación de la misma, exigiendo un mayor esfuerzo. 5. Se han logrado los objetivos perseguidos en la investigación al esclarecer la utilización del color en las cartillas escolares y permitir una fundamentación sobre el uso del mismo. 6. Lograr la fundamentación de los procesos y actitudes metodológicas, y la desorientación de las bases de los procesos en beneficio del niño..

Re-identificación de personas en redes de sensores RGBD

[ES] Existe un creciente interés en detectar y analizar el comportamiento de personas en diferentes contextos empleando cámaras. Para resolver este tipo de problemas se han utilizado la visión por computador y los sensores de rango, es decir, las características visuales y la profundidad. La aparición de sensores RGBD más asequibles, por ejemplo Kinect, permite su aplicación intensiva en estos escenarios. Se aborda la utilización en entornos de interior de sensores RGBD para escenarios donde las condiciones de iluminación pueden ser variables, dificultando la aplicación de soluciones basadas exclusivamente en información visual. El uso de la información de profundidad permite ganar en robustez. Se adopta una configuración cenital para una red de sensores RGBD en el escenario de aplicación.

Localización y mapeo visual monocular para robot móvil terrestre aplicado a la inspección ultrasónica aeronáutica

En el ámbito de la robótica de servicio, actualmente no existe una solución automatizada para la inspección ultrasónica de las partes de material compuesto de una aeronave durante las operaciones de mantenimiento que realiza la aerolínea. El desarrollo de las nuevas técnicas de acoplamiento acústico en seco en el método de inspección no destructiva por ultrasonidos, está conduciendo a posibilitar su uso con soluciones de menor coste respecto a las técnicas tradicionales, sin perder eficacia para detectar las deficiencias en las estructuras de material compuesto. Aunque existen aplicaciones de esta técnica con soluciones manuales, utilizadas en las fases de desarrollo y fabricación del material compuesto, o con soluciones por control remoto en sectores diferentes al aeronáutico para componentes metálicos, sin embargo, no existen con soluciones automatizadas para la inspección no destructiva por ultrasonidos de las zonas del avión fabricadas en material compuesto una vez la aeronave ha sido entregada a la aerolínea. El objetivo de este trabajo fin de master es evaluar el sistema de localización, basado en visión por ordenador, de una solución robotizada aplicada la inspección ultrasónica estructural de aeronaves en servicio por parte de las propias aerolíneas, utilizando las nuevas técnicas de acoplamiento acústico en seco, buscando la ventaja de reducir los tiempos y los costes en las operaciones de mantenimiento. Se propone como solución un robot móvil autónomo de pequeño tamaño, con control de posición global basado en técnicas de SLAM Visual Monocular, utilizando marcadores visuales externos para delimitar el área de inspección. Se ha supuesto la inspección de elementos de la aeronave cuya superficie se pueda considerar plana y horizontal, como son las superficies del estabilizador horizontal o del ala. Este supuesto es completamente aceptable en zonas acotadas de estos componentes, y de cara al objetivo del proyecto, no le resta generalidad. El robot móvil propuesto es un vehículo terrestre triciclo, de dos grados de libertad, con un sistema de visión monocular completo embarcado, incluyendo el hardware de procesamiento de visión y control de trayectoria. Las dos ruedas delanteras son motrices y la tercera rueda, loca, sirve únicamente de apoyo. La dirección, de tipo diferencial, permite al robot girar sin necesidad de desplazamiento, al conseguirse por diferencia de velocidad entre la rueda motriz derecha e izquierda. El sistema de inspección ultrasónica embarcado está compuesto por el hardware de procesamiento y registro de señal, y una rueda-sensor situada coaxialmente al eje de las ruedas motrices, y centrada entre estas, de modo que la medida de inspección se realiza en el centro de rotación del robot. El control visual propuesto se realiza mediante una estrategia “ver y mover” basada en posición, ejecutándose de forma secuencial la extracción de características visuales de la imagen, el cálculo de la localización global del robot mediante SLAM visual y el movimiento de éste mediante un algoritmo de control de posición-orientación respecto a referencias de paso de la trayectoria. La trayectoria se planifica a partir del mapa de marcas visuales que delimitan el área de inspección, proporcionado también por SLAM visual. Para validar la solución propuesta se ha optado por desarrollar un prototipo físico tanto del robot como de los marcadores visuales externos, a los que se someterán a una prueba de validación como alternativa a utilizar un entorno simulado por software, consistente en el reconocimiento del área de trabajo, planeamiento de la trayectoria y recorrido de la misma, de forma autónoma, registrando el posicionamiento real del robot móvil junto con el posicionamiento proporcionado por el sistema de localización SLAM. El motivo de optar por un prototipo es validar la solución ante efectos físicos que son muy complicados de modelar en un entorno de simulación, derivados de las limitaciones constructivas de los sistemas de visión, como distorsiones ópticas o saturación de los sensores, y de las limitaciones constructivas de la mecánica del robot móvil que afectan al modelo cinemático, como son el deslizamiento de las ruedas o la fluctuación de potencia de los motores eléctricos. El prototipo de marcador visual externo utilizado para la prueba de validación, ha sido un símbolo plano vertical, en blanco y negro, que consta de un borde negro rectangular dentro del cual se incluye una serie de marcas cuadradas de color negro, cuya disposición es diferente para cada marcador, lo que permite su identificación. El prototipo de robot móvil utilizado para la prueba de validación, ha sido denominado VINDUSTOR: “VIsual controlled Non-Destructive UltraSonic inspecTOR”. Su estructura mecánica ha sido desarrollada a partir de la plataforma comercial de robótica educacional LEGO© MINDSTORMS NXT 2.0, que incluye los dos servomotores utilizados para accionar las dos ruedas motrices, su controlador, las ruedas delanteras y la rueda loca trasera. La estructura mecánica ha sido especialmente diseñada con piezas LEGO© para embarcar un ordenador PC portátil de tamaño pequeño, utilizado para el procesamiento visual y el control de movimiento, y el sistema de captación visual compuesto por dos cámaras web de bajo coste, colocadas una en posición delantera y otra en posición trasera, con el fin de aumentar el ángulo de visión. El peso total del prototipo no alcanza los 2 Kg, siendo sus dimensiones máximas 20 cm de largo, 25 cm de ancho y 26 cm de alto. El prototipo de robot móvil dispone de un control de tipo visual. La estrategia de control es de tipo “ver y mover” dinámico, en la que se realiza un bucle externo, de forma secuencial, la extracción de características en la imagen, la estimación de la localización del robot y el cálculo del control, y en un bucle interno, el control de los servomotores. La estrategia de adquisición de imágenes está basada en un sistema monocular de cámaras embarcadas. La estrategia de interpretación de imágenes está basada en posición tridimensional, en la que los objetivos de control se definen en el espacio de trabajo y no en la imagen. La ley de control está basada en postura, relacionando la velocidad del robot con el error en la posición respecto a las referencias de paso de una trayectoria. La trayectoria es generada a partir del mapa de marcadores visuales externo. En todo momento, la localización del robot respecto a un sistema de referencia externo y el mapa de marcadores, es realizado mediante técnicas de SLAM visual. La auto-localización de un robot móvil dentro de un entorno desconocido a priori constituye uno de los desafíos más importantes en la robótica, habiéndose conseguido su solución en las últimas décadas, con una formulación como un problema numérico y con implementaciones en casos que van desde robots aéreos a robots en entornos cerrados, existiendo numerosos estudios y publicaciones al respecto. La primera técnica de localización y mapeo simultáneo SLAM fue desarrollada en 1989, más como un concepto que como un algoritmo único, ya que su objetivo es gestionar un mapa del entorno constituido por posiciones de puntos de interés, obtenidos únicamente a partir de los datos de localización recogidos por los sensores, y obtener la pose del robot respecto al entorno, en un proceso limitado por el ruido de los sensores, tanto en la detección del entorno como en la odometría del robot, empleándose técnicas probabilísticas aumentar la precisión en la estimación. Atendiendo al algoritmo probabilístico utilizado, las técnicas SLAM pueden clasificarse en las basadas en Filtros de Kalman, en Filtros de Partículas y en su combinación. Los Filtros de Kalman consideran distribuciones de probabilidad gaussiana tanto en las medidas de los sensores como en las medidas indirectas obtenidas a partir de ellos, de modo que utilizan un conjunto de ecuaciones para estimar el estado de un proceso, minimizando la media del error cuadrático, incluso cuando el modelo del sistema no se conoce con precisión, siendo el más utilizado el Filtro de Kalman Extendido a modelos nolineales. Los Filtros de Partículas consideran distribuciones de probabilidad en las medidas de los sensores sin modelo, representándose mediante un conjunto de muestras aleatorias o partículas, de modo que utilizan el método Montecarlo secuencial para estimar la pose del robot y el mapa a partir de ellas de forma iterativa, siendo el más utilizado el Rao-Backwell, que permite obtener un estimador optimizado mediante el criterio del error cuadrático medio. Entre las técnicas que combinan ambos tipos de filtros probabilísticos destaca el FastSLAM, un algoritmo que estima la localización del robot con un Filtro de Partículas y la posición de los puntos de interés mediante el Filtro de Kalman Extendido. Las técnicas SLAM puede utilizar cualquier tipo de sensor que proporcionen información de localización, como Laser, Sonar, Ultrasonidos o Visión. Los sensores basados en visión pueden obtener las medidas de distancia mediante técnicas de visión estereoscópica o mediante técnica de visión monocular. La utilización de sensores basados en visión tiene como ventajas, proporcionar información global a través de las imágenes, no sólo medida de distancia, sino también información adicional como texturas o patrones, y la asequibilidad del hardware frente a otros sensores. Sin embargo, su principal inconveniente es el alto coste computacional necesario para los complejos algoritmos de detección, descripción, correspondencia y reconstrucción tridimensional, requeridos para la obtención de la medida de distancia a los múltiples puntos de interés procesados. Los principales inconvenientes del SLAM son el alto coste computacional, cuando se utiliza un número elevado de características visuales, y su consistencia ante errores, derivados del ruido en los sensores, del modelado y del tratamiento de las distribuciones de probabilidad, que pueden producir el fallo del filtro. Dado que el SLAM basado en el Filtro de Kalman Extendido es una las técnicas más utilizadas, se ha seleccionado en primer lugar cómo solución para el sistema de localización del robot, realizando una implementación en la que las medidas de los sensores y el movimiento del robot son simulados por software, antes de materializarla en el prototipo. La simulación se ha realizado considerando una disposición de ocho marcadores visuales que en todo momento proporcionan ocho medidas de distancia con ruido aleatorio equivalente al error del sensor visual real, y un modelo cinemático del robot que considera deslizamiento de las ruedas mediante ruido aleatorio. Durante la simulación, los resultados han mostrado que la localización estimada por el algoritmo SLAM-EKF presenta tendencia a corregir la localización obtenida mediante la odometría, pero no en suficiente cuantía para dar un resultado aceptable, sin conseguir una convergencia a una solución suficientemente cercana a la localización simulada del robot y los marcadores. La conclusión obtenida tras la simulación ha sido que el algoritmo SLAMEKF proporciona inadecuada convergencia de precisión, debido a la alta incertidumbre en la odometría y a la alta incertidumbre en las medidas de posición de los marcadores proporcionadas por el sensor visual. Tras estos resultados, se ha buscado una solución alternativa. Partiendo de la idea subyacente en los Filtros de Partículas, se ha planteado sustituir las distribuciones de probabilidad gaussianas consideradas por el Filtro de Kalman Extendido, por distribuciones equi-probables que derivan en funciones binarias que representan intervalos de probabilidad no-nula. La aplicación de Filtro supone la superposición de todas las funciones de probabilidad no-nula disponibles, de modo que el resultado es el intervalo donde existe alguna probabilidad de la medida. Cómo la efectividad de este filtro aumenta con el número disponible de medidas, se ha propuesto obtener una medida de la localización del robot a partir de cada pareja de medidas disponibles de posición de los marcadores, haciendo uso de la Trilateración. SLAM mediante Trilateración Estadística (SLAM-ST) es como se ha denominado a esta solución propuesta en este trabajo fin de master. Al igual que con el algoritmo SLAM-EKF, ha sido realizada una implementación del algoritmo SLAM-ST en la que las medidas de los sensores y el movimiento del robot son simulados, antes de materializarla en el prototipo. La simulación se ha realizado en las mismas condiciones y con las mismas consideraciones, para comparar con los resultados obtenidos con el algoritmo SLAM-EKF. Durante la simulación, los resultados han mostrado que la localización estimada por el algoritmo SLAM-ST presenta mayor tendencia que el algoritmo SLAM-EKF a corregir la localización obtenida mediante la odometría, de modo que se alcanza una convergencia a una solución suficientemente cercana a la localización simulada del robot y los marcadores. Las conclusiones obtenidas tras la simulación han sido que, en condiciones de alta incertidumbre en la odometría y en la medida de posición de los marcadores respecto al robot, el algoritmo SLAM-ST proporciona mejores resultado que el algoritmo SLAM-EKF, y que la precisión conseguida sugiere la viabilidad de la implementación en el prototipo. La implementación del algoritmo SLAM-ST en el prototipo ha sido realizada en conjunción con la implementación del Sensor Visual Monocular, el Modelo de Odometría y el Control de Trayectoria. El Sensor Visual Monocular es el elemento del sistema SLAM encargado de proporcionar la posición con respecto al robot de los marcadores visuales externos, a partir de las imágenes obtenidas por las cámaras, mediante técnicas de procesamiento de imagen que permiten detectar e identificar los marcadores visuales que se hallen presentes en la imagen capturada, así como obtener las características visuales a partir de las cuales inferir la posición del marcador visual respecto a la cámara, mediante reconstrucción tridimensional monocular, basada en el conocimiento a-priori del tamaño real del mismo. Para tal fin, se ha utilizado el modelo matemático de cámara pin-hole, y se ha considerado las distorsiones de la cámara real mediante la calibración del sensor, en vez de utilizar la calibración de la imagen, tras comprobar el alto coste computacional que requiere la corrección de la imagen capturada, de modo que la corrección se realiza sobre las características visuales extraídas y no sobre la imagen completa. El Modelo de Odometría es el elemento del sistema SLAM encargado de proporcionar la estimación de movimiento incremental del robot en base a la información proporcionada por los sensores de odometría, típicamente los encoders de las ruedas. Por la tipología del robot utilizado en el prototipo, se ha utilizado un modelo cinemático de un robot tipo uniciclo y un modelo de odometría de un robot móvil de dos ruedas tipo diferencial, en el que la traslación y la rotación se determinan por la diferencia de velocidad de las ruedas motrices, considerando que no existe deslizamiento entre la rueda y el suelo. Sin embargo, el deslizamiento en las ruedas aparece como consecuencia de causas externas que se producen de manera inconstante durante el movimiento del robot que provocan insuficiente contacto de la rueda con el suelo por efectos dinámicos. Para mantener la validez del modelo de odometría en todas estas situaciones que producen deslizamiento, se ha considerado un modelo de incertidumbre basado en un ensayo representativo de las situaciones más habituales de deslizamiento. El Control de Trayectoria es el elemento encargado de proporcionar las órdenes de movimiento al robot móvil. El control implementado en el prototipo está basado en postura, utilizando como entrada la desviación en la posición y orientación respecto a una referencia de paso de la trayectoria. La localización del robot utilizada es siempre de la estimación proporcionada por el sistema SLAM y la trayectoria es planeada a partir del conocimiento del mapa de marcas visuales que limitan el espacio de trabajo, mapa proporcionado por el sistema SLAM. Las limitaciones del sensor visual embarcado en la velocidad de estabilización de la imagen capturada han conducido a que el control se haya implementado con la estrategia “mirar parado”, en la que la captación de imágenes se realiza en posición estática. Para evaluar el sistema de localización basado en visión del prototipo, se ha diseñado una prueba de validación que obtenga una medida cuantitativa de su comportamiento. La prueba consiste en la realización de forma completamente autónoma de la detección del espacio de trabajo, la planificación de una trayectoria de inspección que lo transite completamente, y la ejecución del recorrido de la misma, registrando simultáneamente la localización real del robot móvil junto con la localización proporcionada por el sistema SLAM Visual Monocular. Se han realizado varias ejecuciones de prueba de validación, siempre en las mismas condiciones iniciales de posición de marcadores visuales y localización del robot móvil, comprobando la repetitividad del ensayo. Los resultados presentados corresponden a la consideración de las medidas más pesimistas obtenidas tras el procesamiento del conjunto de medidas de todos los ensayos. Los resultados revelan que, considerando todo el espacio de trabajo, el error de posición, diferencia entre los valores de proporcionados por el sistema SLAM y los valores medidos de posición real, se encuentra en el entorno de la veintena de centímetros. Además, los valores de incertidumbre proporcionados por el sistema SLAM son, en todos los casos, superiores a este error. Estos resultados conducen a concluir que el sistema de localización basado en SLAM Visual, mediante un algoritmo de Trilateración Estadística, usando un sensor visual monocular y marcadores visuales externos, funciona, proporcionando la localización del robot móvil con respecto al sistema de referencia global inicial y un mapa de su situación de los marcadores visuales, con precisión limitada, pero con incertidumbre conservativa, al estar en todo momento el error real de localización por debajo del error estimado. Sin embargo, los resultados de precisión del sistema de localización no son suficientemente altos para cumplir con los requerimientos como solución robotizada aplicada a la inspección ultrasónica estructural de aeronaves en servicio. En este sentido, los resultados sugieren que la posible continuación de este trabajo en el futuro debe centrarse en la mejora de la precisión de localización del robot móvil, con líneas de trabajo encaminadas a mejorar el comportamiento dinámico del prototipo, en mejorar la precisión de las medidas de posición proporcionadas por el sensor visual y en optimizar el resultado del algoritmo SLAM. Algunas de estas líneas futuras podrían ser la utilización de plataformas robóticas de desarrollo alternativas, la exploración de técnicas de visión por computador complementarias, como la odometría visual, la visión omnidireccional, la visión estereoscópica o las técnicas de reconstrucción tridimensional densa a partir de captura monocular, y el análisis de algoritmos SLAM alternativos condicionado a disponer de una sustancial mejora de precisión en el modelo de odometría y en las medidas de posición de los marcadores.

Informe final taller de capacitación para la identificación de referentes de diseño en las comunidades artesanales atendidas.

79 hojas : ilustraciones, fotografías.