A new optimised De Bruijn coding strategy for structured light patterns

Coded structured light is an optical technique based on active stereovision that obtains the shape of objects. One shot techniques are based on projecting a unique light pattern with an LCD projector so that grabbing an image with a camera, a large number of correspondences can be obtained. Then, a 3D reconstruction of the illuminated object can be recovered by means of triangulation. The most used strategy to encode one-shot patterns is based on De Bruijn sequences. In This work a new way to design patterns using this type of sequences is presented. The new coding strategy minimises the number of required colours and maximises both the resolution and the accuracy

Overview of coded light projection techniques for automatic 3D profiling

Obtaining automatic 3D profile of objects is one of the most important issues in computer vision. With this information, a large number of applications become feasible: from visual inspection of industrial parts to 3D reconstruction of the environment for mobile robots. In order to achieve 3D data, range finders can be used. Coded structured light approach is one of the most widely used techniques to retrieve 3D information of an unknown surface. An overview of the existing techniques as well as a new classification of patterns for structured light sensors is presented. This kind of systems belong to the group of active triangulation method, which are based on projecting a light pattern and imaging the illuminated scene from one or more points of view. Since the patterns are coded, correspondences between points of the image(s) and points of the projected pattern can be easily found. Once correspondences are found, a classical triangulation strategy between camera(s) and projector device leads to the reconstruction of the surface. Advantages and constraints of the different patterns are discussed

Implementation of a robust coded structured light technique for dynamic 3D measurements

This paper presents the implementation details of a coded structured light system for rapid shape acquisition of unknown surfaces. Such techniques are based on the projection of patterns onto a measuring surface and grabbing images of every projection with a camera. Analyzing the pattern deformations that appear in the images, 3D information of the surface can be calculated. The implemented technique projects a unique pattern so that it can be used to measure moving surfaces. The structure of the pattern is a grid where the color of the slits are selected using a De Bruijn sequence. Moreover, since both axis of the pattern are coded, the cross points of the grid have two codewords (which permits to reconstruct them very precisely), while pixels belonging to horizontal and vertical slits have also a codeword. Different sets of colors are used for horizontal and vertical slits, so the resulting pattern is invariant to rotation. Therefore, the alignment constraint between camera and projector considered by a lot of authors is not necessary

Odometria i planificació de trajectòries amb el robot e-puck

En el laboratori docent de robòtica s'utilitzen robots mòbils autònoms per treballar aspectes relacionats amb el posicionament, el control de trajectòries, la construcció de mapes... Es disposa de cinc robots comercials anomenats “e-puck”, que es caracteritzen per les seves dimensions reduïdes, dos motors i un conjunt complet de sensors. Aquests robots es programen en C++ utilitzant el simulador Webots, que disposa d'un conjunt de llibreries per programar el robot. També es disposa d'un entorn de proves on els robots es poden moure i evitar obstacles. Donat el poc temps que disposen els estudiants que realitzen pràctiques en aquest laboratori, és d'interès desenvolupar un software que contingui ja el posicionament del robot mitjançant odometria i també varis algoritmes de control de trajectòries. Per últim, en el laboratori es disposa de càmeres i targes d'adquisició de dades. Així doncs els objectius que s'han proposat per el projecte són: 1. Estudi de la documentació i software proporcinats pels fabricants del robot i de l'entorn Webots; 2. Programació del software de l'odometria i realització de proves per comprovar-ne la precisió; 3. Disseny, programació i verificació del software dels algoritmes de planificació de trajectòries. Realització d'experiments per a comprovar-ne el funcionament i 4. Disseny, programació i verificació d'un sistema de visió artificial que permeti conèixer la posició absoluta del robot en l'entorn

Integració d'un sensor sonar d'escombrat lateral en un robot submarí

El grup de Visió per Computador i Robòtica (VICOROB) disposa de varis robotssubmarins per a la recerca i inspecció subaquàtica. Recentment s’ha adquiritun sensor sonar d’escombrat lateral el qual s’utilitza per realitzar imatgesacústiques del fons marí quan aquest es mou principalment a velocitat constanti mantenint el rumb.Els robots del grup VICOROB estan equipats amb diferents tipus de sensors icàmeres per analitzar el fons marí. Aquest sensors són de gran qualitat ipermeten conèixer de manera bastant satisfactòria l’entorn a les proximitats delrobot. Freqüentment però, aquest sensors estant sotmesos a diferentsrestriccions depenent de la seva naturalesa de funcionament, de tal maneraque es necessària la seva combinació per resoldre determinats problemes endiferents situacions.Amb aquest projecte, es pretén integrar un nou sistema de captura d’imatgessonores del fons marí, en un dels robots. Amb la integració d’aquest nousensor, s’espera obtenir una opció alternativa els sistemes actuals que puguiaportar informació addicional sobre el fons. Aquest sistema podrà ser utilitzatper realitzar tasques per les quals els altres sensors no estant preparats o béper complementar informació d’altres sensor

Estudi de flotació de tintes tòner emprant un model estacionari

El procés de flotació es basa en la interacció entre les partícules de tinta despreses de les fibres durant el procés de desintegració i les bombolles d’aire, amb l’ajuda de tensioactius. Aquesta interacció condueix a la formació d’agregats tinta-bombolla, que són eliminats en forma d’escuma. Per tal que el procés de flotació sigui eficient cal que les propietats superficials de la tinta i la bombolla siguin les adequades així com que l’agregat tinta-bombolla sigui prou estable com per arribar a la superfície de la cel·la de flotació on serà eliminat. En aquest treball es pretén avaluar l’eficàcia de la col·lisió tinta-bombolla mitjançant un sistema de visió artificial. Els fenòmens que tenen lloc dins la cel·la de flotació són molt complexos i difícils d’estudiar. Per aquest motiu s’ha cregut oportú construir un model estacionari de flotació que permet simular les condicions de flotació però que simplifica l’obtenció d’imatges, a través d’un sistema de visió artificial. Una vegada s’hagi posat en funcionament el sistema estacionari, s’estudiaran els processos d’unió tinta-bombolla amb diferents tensioactius (aniònic, catiònic i no-iònic) i amb diferents concentracions de tensioactiu

Searching patterns in painting images with computer vision techniques

This paper presents a pattern recognition method focused on paintings images. The purpose is construct a system able to recognize authors or art styles based on common elements of his work (here called patterns). The method is based on comparing images that contain the same or similar patterns. It uses different computer vision techniques, like SIFT and SURF, to describe the patterns in descriptors, K-Means to classify and simplify these descriptors, and RANSAC to determine and detect good results. The method are good to find patterns of known images but not so good if they are not.

Evaluation of free libraries for visual recognition of art imagery on mobile devices

This paper describes a systematic research about free software solutions and techniques for art imagery computer recognition problem.

Rehabilitació i control d'un manipulador industrial

El grup de visió per computadora de la Universitat de Girona, disposava d’un manipulador lineal com a sistema de posicionament, per poder inspeccionar mitjançant visió artificial, la superfície de diverses peces. El control es realitzava a partir d’un PLC, controlant la posició de la plataforma de posicionament a partir d’un servomotor, un servocontrolador i una targeta d’entrada i sortida de polsos. Es pretén la recuperació d’aquest sistema de posicionament lineal a partir de la recopilació de la informació inicial. El nou ús serà enfocat al posicionament i a la classificació de diversos elements. D’aquesta forma es podrà estudiar el funcionament d’un servomotor governat per un servodriver i una targeta d’entrada i sortida de polsos i s’utilitzarà com a element didàctic per a la universitat. Es complementarà la documentació disponible i s’elaborarà informació tècnica

Anàlisi d'imatges estereoscòpiques utilitzant mètodes de baixa càrrega computacional

 Mitjançant imatges estereoscòpiques es poden detectar la posició respecte dela càmera dels objectes que apareixen en una escena. A partir de lesdiferències entre les imatges captades pels dos objectius es pot determinar laprofunditat dels objectes. Existeixen diversitat de tècniques de visió artificialque permeten calcular la localització dels objectes, habitualment amb l’objectiude reconstruir l’escena en 3D. Aquestes tècniques necessiten una gran càrregacomputacional, ja que utilitzen mètodes de comparació bidimensionals, i pertant, no es poden utilitzar per aplicacions en temps real.En aquest treball proposem un nou mètode d’anàlisi de les imatgesestereoscòpiques que ens permeti obtenir la profunditat dels objectes d’unaescena amb uns resultats acceptables. Aquest nou mètode es basa entransformar la informació bidimensional de la imatge en una informacióunidimensional per tal de poder fer la comparació de les imatges amb un baixcost computacional, i dels resultats de la comparació extreure’n la profunditatdels objectes dins l’escena. Això ha de permetre, per exemple, que aquestmètode es pugui implementar en un dispositiu autònom i li permeti realitzaroperacions de guiatge a través d’espais interiors i exteriors.

Local model predictive control experiences with differential driven wheeled mobile robots

This work extends a previously developed research concerning about the use of local model predictive control in differential driven mobile robots. Hence, experimental results are presented as a way to improve the methodology by considering aspects as trajectory accuracy and time performance. In this sense, the cost function and the prediction horizon are important aspects to be considered. The aim of the present work is to test the control method by measuring trajectory tracking accuracy and time performance. Moreover, strategies for the integration with perception system and path planning are briefly introduced. In this sense, monocular image data can be used to plan safety trajectories by using goal attraction potential fields

Mobile robot experimental modeling and control strategies using sensor fusion

This research work deals with the problem of modeling and design of low level speed controller for the mobile robot PRIM. The main objective is to develop an effective educational, and research tool. On one hand, the interests in using the open mobile platform PRIM consist in integrating several highly related subjects to the automatic control theory in an educational context, by embracing the subjects of communications, signal processing, sensor fusion and hardware design, amongst others. On the other hand, the idea is to implement useful navigation strategies such that the robot can be served as a mobile multimedia information point. It is in this context, when navigation strategies are oriented to goal achievement, that a local model predictive control is attained. Hence, such studies are presented as a very interesting control strategy in order to develop the future capabilities of the system. In this context the research developed includes the visual information as a meaningful source that allows detecting the obstacle position coordinates as well as planning the free obstacle trajectory that should be reached by the robot

Reconeixement de punts clau en imatges mitjançant l'algorisme Random Ferns

Treball final de carrera basat en el reconeixement de punts clau en imatges mitjançant l'algorisme Random Ferns.

Segmentación interactiva multi-clase de personas

La segmentació de persones es molt difícil a causa de la variabilitat de les diferents condicions, com la postura que aquestes adoptin, color del fons, etc. Per realitzar aquesta segmentació existeixen diferents tècniques, que a partir d'una imatge ens retornen un etiquetat indicant els diferents objectes presents a la imatge. El propòsit d'aquest projecte és realitzar una comparativa de les tècniques recents que permeten fer segmentació multietiqueta i que son semiautomàtiques, en termes de segmentació de persones. A partir d'un etiquetatge inicial idèntic per a tots els mètodes utilitzats, s'ha realitzat una anàlisi d'aquests, avaluant els seus resultats sobre unes dades publiques, analitzant 2 punts: el nivell de interacció i l'eficiència.

Scene representation for object monitoring

In robotics, having a 3D representation of the environment where a robot is working can be very useful. In real-life scenarios, this environment is constantly changing for example by human interaction, external agents or by the robot itself. Thus, the representation needs to be constantly updated and extended to account for these dynamic scene changes. In this work we face the problem of representing the scene where a robot is acting. Moreover, we ought to improve this representation by reusing the information obtained in previous scenes. Our goal is to build a method to represent a scene and to update it while changes are produced. In order to achieve that, different aspects of computer vision such as space representation or feature tracking are discussed