2D position system for a mobile robot in unstructured environments

Nowadays, several sensors and mechanisms are available to estimate a mobile robot trajectory and location with respect to its surroundings. Usually absolute positioning mechanisms are the most accurate, but they also are the most expensive ones, and require pre installed equipment in the environment. Therefore, a system capable of measuring its motion and location within the environment (relative positioning) has been a research goal since the beginning of autonomous vehicles. With the increasing of the computational performance, computer vision has become faster and, therefore, became possible to incorporate it in a mobile robot. In visual odometry feature based approaches, the model estimation requires absence of feature association outliers for an accurate motion. Outliers rejection is a delicate process considering there is always a trade-off between speed and reliability of the system. This dissertation proposes an indoor 2D position system using Visual Odometry. The mobile robot has a camera pointed to the ceiling, for image analysis. As requirements, the ceiling and the oor (where the robot moves) must be planes. In the literature, RANSAC is a widely used method for outlier rejection. However, it might be slow in critical circumstances. Therefore, it is proposed a new algorithm that accelerates RANSAC, maintaining its reliability. The algorithm, called FMBF, consists on comparing image texture patterns between pictures, preserving the most similar ones. There are several types of comparisons, with different computational cost and reliability. FMBF manages those comparisons in order to optimize the trade-off between speed and reliability.

The human eye as human-machine interface

Eye tracking as an interface to operate a computer is under research for a while and new systems are still being developed nowadays that provide some encouragement to those bound to illnesses that incapacitates them to use any other form of interaction with a computer. Although using computer vision processing and a camera, these systems are usually based on head mount technology being considered a contact type system. This paper describes the implementation of a human-computer interface based on a fully non-contact eye tracking vision system in order to allow people with tetraplegia to interface with a computer. As an assistive technology, a graphical user interface with special features was developed including a virtual keyboard to allow user communication, fast access to pre-stored phrases and multimedia and even internet browsing. This system was developed with the focus on low cost, user friendly functionality and user independency and autonomy.

Sistema de visão robótico baseado no sensor kinect para orientação no espaço e contorno de obstáculos

Dissertação de mestrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores (área de especialização em Robótica)

Dance movement patterns recognition

"Es tracta d'un projecte dividit en dues parts independents però complementàries, realitzades per autors diferents. Aquest document conté originàriament altre material i/o programari només consultable a la Biblioteca de Ciència i Tecnologia"

Markup Test Reader: eina de creació i lectura de formularis de test

El projecte exposat en aquestes pàgines és un document d'estudi, anàlisi, disseny, programació i procés de proves en la confecció d'una aplicació de creació i lectura de formularis de test. Aquesta aplicació parteix de les possibilitats de millora de les prestacions, usabilitat i escalabilitat que poden oferir les tècniques de visió en computador en aquest camp. El projecte s'ha basat en un exemple en concret per tal d'oferir una eina vàlida per a la automatització de les tasques que en una empresa de recursos humans es poden donar a l'hora de gestionar la informació dels test psicotècnics que necessiten gestionar. El projecte parteix d'unes premisses bàsiques tals com: l'ús de tècniques en visió per computador, la modularitat, el compliment d'estàndards, la facilitat d'ús i la facilitat en la gestió de canvis.

Entorn de desenvolupament de realitat augmentada

La Realitat Augmentada és un camp en ple auge investigador. En aquest projecte proposem un entorn amb el qual poder prototipar tant aplicacions d'usuari com algoritmes associats a aquesta tecnologia. En aquesta memòria es recullen l'estudi previ, el disseny i els detalls d'implementació de l'entorn proposat així com una solució específica de Realitat Augmentada associada a aquest entorn basada en visió per computador. Finalment, es presenten els resultats d'una anàlisi de rendiment i de disseny del projecte.

Motion analysis in terms of wireless video capsule endoscopy

El treball presentat suposa una visió general de l'"Endoscopia amb Càpsula de Vídeo Wireless" i la inspecció de sequències de contraccions intestinals amb les últimes tecnologies de visió per computador. Després de la observació preliminar dels fonaments mèdics requerits, la aplicació de visió per computador es presenta en aquestos termes. En essència, aquest treball proveïx una exhaustiva selecció, descripció i avaluació de cert conjunt de mètodes de processament d'imatges respecte a l'anàlisi de moviment, en el entorn de seqüències d'imatges preses amb una càpsula endoscòpica. Finalment, es presenta una aplicació de software per configurar i emprar de forma ràpida i fàcil un entorn experimental.

Interpretación y traducción de texto y matemáticas en Braille escrito a máquina

El trabajo expuesto en la presente memoria, forma parte de un proyecto de colaboración entre el Centro de Visión por Computador de la UAB y el Centro Joan Amades (ONCE), cuyo objetivo es la creación de recursos educativos que faciliten la integración de niños invidentes en las aulas. Se presenta el proceso de implementación de un intérprete y traductor de documentos escritos en Braille con contenido matemático y de texto, que permite a un profesor que no conozca el sistema Braille, la lectura de documentos creados por alumnos invidentes. Dicho intérprete forma parte de una herramienta que permite el reconocimiento de documentos escritos con una máquina Perkins.

Simulador de conducció enfocat a la investigació

El desenvolupament de sistemes d’assistència a la conducció (ADAS) és, avui dia, una de les àrees de recerca de més interès pel Centre de Visió per Computador. A partir de la informació adquirida per sensors instal·lats en un vehicle, els ADAS assisteixen al conductor per tal d’evitar situacions de perill. La validació d’aquests sistemes però, requereix de l’obtenció "manual" de les dades que defineixen l’entorn de conducció de forma precisa: una tasca costosa i subjecta a l’error humà. Per tal de resoldre aquest problema, en aquest projecte s’ha implementat IOCS, un simulador de conducció creat a partir d’un de robots, capaç de crear entorns realistes de conducció i d’obtenir, simultàniament, les dades sobre l’entorn inferides per un ADAS i les que el descriuen objectivament. Aquesta funcionalitat facilita extremadament el procés de validació actual dels sistemes d’assistència a la conducció.

Estudi d'interfícies multitàctils i multiusuàri

Actualment, les interfícies multitàctils estan guanyant popularitat, tant entre els usuaris com entre els desenvolupadors i fabricants. En aquest projecte s'estudien les interfícies multitàctils basades en visió per computador: el seu funcionament, la seva construcció i la implementació del software que permet la interacció amb més d'un dit simultàniament. En la memòria es presenta aquest estudi, com s'ha construït una taula i els resultats que s'han obtingut amb ella.

Visión por Computador en iPhone

Análisis de la viabilidad de la aplicación de las técnicas de Visión por Computador en un dispositivo móvil iPhone 4. Creación de una aplicación directa de estas técnicas para este dispositivo.

Differential epipolar constraint in mobile robot egomotion estimation

The estimation of camera egomotion is a well established problem in computer vision. Many approaches have been proposed based on both the discrete and the differential epipolar constraint. The discrete case is mainly used in self-calibrated stereoscopic systems, whereas the differential case deals with a unique moving camera. The article surveys several methods for mobile robot egomotion estimation covering more than 0.5 million samples using synthetic data. Results from real data are also given

A system to evaluate the accuracy of a visual mosaicking methodology

When underwater vehicles navigate close to the ocean floor, computer vision techniques can be applied to obtain motion estimates. A complete system to create visual mosaics of the seabed is described in this paper. Unfortunately, the accuracy of the constructed mosaic is difficult to evaluate. The use of a laboratory setup to obtain an accurate error measurement is proposed. The system consists on a robot arm carrying a downward looking camera. A pattern formed by a white background and a matrix of black dots uniformly distributed along the surveyed scene is used to find the exact image registration parameters. When the robot executes a trajectory (simulating the motion of a submersible), an image sequence is acquired by the camera. The estimated motion computed from the encoders of the robot is refined by detecting, to subpixel accuracy, the black dots of the image sequence, and computing the 2D projective transform which relates two consecutive images. The pattern is then substituted by a poster of the sea floor and the trajectory is executed again, acquiring the image sequence used to test the accuracy of the mosaicking system

Estimating the motion of an underwater robot from a monocular image sequence

When underwater vehicles perform navigation close to the ocean floor, computer vision techniques can be applied to obtain quite accurate motion estimates. The most crucial step in the vision-based estimation of the vehicle motion consists on detecting matchings between image pairs. Here we propose the extensive use of texture analysis as a tool to ameliorate the correspondence problem in underwater images. Once a robust set of correspondences has been found, the three-dimensional motion of the vehicle can be computed with respect to the bed of the sea. Finally, motion estimates allow the construction of a map that could aid to the navigation of the robot

On the way to solve lighting problems in underwater imaging

A major obstacle to processing images of the ocean floor comes from the absorption and scattering effects of the light in the aquatic environment. Due to the absorption of the natural light, underwater vehicles often require artificial light sources attached to them to provide the adequate illumination. Unfortunately, these flashlights tend to illuminate the scene in a nonuniform fashion, and, as the vehicle moves, induce shadows in the scene. For this reason, the first step towards application of standard computer vision techniques to underwater imaging requires dealing first with these lighting problems. This paper analyses and compares existing methodologies to deal with low-contrast, nonuniform illumination in underwater image sequences. The reviewed techniques include: (i) study of the illumination-reflectance model, (ii) local histogram equalization, (iii) homomorphic filtering, and, (iv) subtraction of the illumination field. Several experiments on real data have been conducted to compare the different approaches