Assisted visual servoing by means of structured light

Aquesta tesi tracta sobre la combinació del control visual i la llum estructurada. El control visual clàssic assumeix que elements visuals poden ser fàcilment extrets de les imatges. Això fa que objectes d'aspecte uniforme o poc texturats no es puguin tenir en compte. En aquesta tesi proposem l'ús de la llum estructurada per dotar d'elements visuals als objectes independentment de la seva aparença. En primer lloc, es presenta un ampli estudi de la llum estructurada, el qual ens permet proposar un nou patró codificat que millora els existents. La resta de la tesi es concentra en el posicionament d'un robot dotat d'una càmara respecte diferents objectes, utilitzant la informació proveïda per la projecció de diferents patrons de llum. Dos configuracions han estat estudiades: quan el projector de llum es troba separat del robot, i quan el projector està embarcat en el robot juntament amb la càmara. Les tècniques proposades en la tesi estan avalades per un ampli estudi analític i validades per resultats experimentals.

Catadioptric stereo based on structured light projection

La percepció per visió es millorada quan es pot gaudir d'un camp de visió ampli. Aquesta tesi es concentra en la percepció visual de la profunditat amb l'ajuda de càmeres omnidireccionals. La percepció 3D s'obté generalment en la visió per computadora utilitzant configuracions estèreo amb el desavantatge del cost computacional elevat a l'hora de buscar els elements visuals comuns entre les imatges. La solució que ofereix aquesta tesi és l'ús de la llum estructurada per resoldre el problema de relacionar les correspondències. S'ha realitzat un estudi sobre els sistemes de visió omnidireccional. S'han avaluat vàries configuracions estèreo i s'ha escollit la millor. Els paràmetres del model són difícils de mesurar directament i, en conseqüència, s'ha desenvolupat una sèrie de mètodes de calibració. Els resultats obtinguts són prometedors i demostren que el sensor pot ésser utilitzat en aplicacions per a la percepció de la profunditat com serien el modelatge de l'escena, la inspecció de canonades, navegació de robots, etc.

Desarrollo de un sistema de escaneado 3D a partir de un dispositivo de holografía conoscópica

La radioterapia intraoperatoria (RIO) con electrones es una modalidad de tratamiento contra el cáncer que combina cirugía y radiación terapéutica aplicada a un tumor sin resecar o al lecho tumoral después de una resección. Este tratamiento se planifica con una imagen preoperatoria del paciente. Sería adecuado incluir en la planificación información acerca de la superficie del lecho tumoral ya que la acumulación de fluidos, las superficies cóncavas y las irregularidades en la superficie irradiada modifican significativamente la distribución de la dosis. Existen diversos escáneres de superficie pero el que mejor se podría adaptar al entorno de la RIO sería el que utiliza un dispositivo de holografía conoscópica (ConoProbe, Optimet Metrology Ltd.) ya que permite realizar medidas de distancias en cavidades, en superficies reflectantes y en tejidos biológicos. La holografía conoscópica es una técnica de interferometría basada en la propagación de la luz en cristales birrefringentes. Para obtener las coordenadas 3D de los puntos de la superficie barridos por el dispositivo ConoProbe es necesario utilizar un sistema de posicionamiento como el que se utiliza en el quirófano de la RIO para localizar el aplicador de RIO con el que se conduce el haz de electrones (sistema de posicionamiento óptico OptiTrack, NaturalPoint Inc.). El objetivo de este proyecto fin de grado consistió en desarrollar un sistema de escaneado de superficies y realizar diversas pruebas para evaluar la calidad del sistema desarrollado y su viabilidad en el entorno de la RIO. Para integrar la información del dispositivo ConoProbe y del sistema de posicionamiento OptiTrack se realizó una calibración temporal para sincronizar los datos de ambos dispositivos utilizando la función de correlación cruzada y una calibración espacial para transformar la distancia medida por el dispositivo ConoProbe en coordenadas 3D de la superficie del objeto escaneado. Se plantearon dos métodos para realizar esta calibración espacial, por ajuste de pares de puntos y por ajuste a un plano. La calibración espacial elegida fue la primera ya que presentaba menor error. El error del sistema es inferior a 2 mm siendo un error aceptable en el entorno de la RIO. Diferentes pruebas con diversos materiales y formas han permitido comprobar que el sistema de escaneado funciona incluso con líquidos. En un procedimiento de RIO, el escaneado de la superficie se haría después de colocar el aplicador. En este caso, se puede obtener también la superficie del objeto alrededor de centro del aplicador colocando verticalmente el dispositivo ConoProbe. Es complicado obtener la superficie próxima a las paredes del aplicador debido a que estas afectan al cono de luz reflejado. De todas formas, el sistema de escaneado desarrollado proporciona más información en este escenario que un sistema de escáner 3D de luz estructurada (no se podría escanear nada de la superficie con el aplicador colocado). Esta información es útil para la estimación de la distribución de la dosis real que recibe un paciente en un procedimiento de RIO.

Estrategias para identificar oclusiones y planificación monocular para una mejora de la percepción visual de la escena

Esta Tesis doctoral está orientada al estudio de estrategias y técnicas para el tratamiento de oclusiones. Las oclusiones suponen uno de los principales problemas en la percepción de una escena mediante visión por computador. Las condiciones de luz, los puntos de vista con los que se captura información de la escena, las posiciones y orientaciones de los objetos presentes en la escena son algunas de las causas que provocan que los objetos puedan quedar ocluidos parcialmente. Las investigaciones expuestas en esta Tesis se pueden agrupar en función de su objetivo en dos grupos: técnicas cuya finalidad es detectar la presencia de oclusiones y estrategias que permiten mejorar la percepción de un sistema de visión por computador, aun en el caso de la presencia de oclusiones. En primer lugar, se han desarrollado una serie de técnicas orientadas a la detección de oclusiones a partir de procesos de extracción de características y de segmentación color en imágenes. Estas técnicas permiten definir qué regiones en la imagen son susceptibles de considerarse zonas de oclusión, debido a una mala percepción de la escena, como consecuencia de observarla con un mal punto de vista. Como aplicación de estas técnicas se han desarrollado algoritmos basados en la segmentación color de la imagen y en la detección de discontinuidades mediante luz estructurada. Estos algoritmos se caracterizan por no incluir conocimiento previo de la escena. En segundo lugar, se han presentado una serie de estrategias que permiten corregir y/o modificar el punto de vista de la cámara con la que se observa la escena. De esta manera, las oclusiones identificadas, mediante los métodos expuestos en la primera parte de la Tesis, y que generalmente son debidas a una mala localización de la cámara pueden ser eliminadas o atenuadas cambiando el punto de vista con el que se produce la observación. En esta misma línea se presentan dos estrategias para mejorar la posición y orientación espacial de la cámara cuando ésta se emplea para la captura de imágenes en procesos de reconocimiento. La primera de ellas se basa en la retroproyección de características obtenidas de una imagen real, a partir de una posición cualquiera, en imágenes virtuales correspondientes a las posibles posiciones que puede adoptar la cámara. Este algoritmo lleva a cabo la evaluación de un mapa de distancias entre estas características buscando en todo momento, maximizar estas distancias para garantizar un mejor punto de vista. La ventaja radica en que en ningún caso se hace necesario mover la cámara para determinar una nueva posición que mejore la percepción de la escena. La segunda de estas estrategias, busca corregir la posición de la cámara buscando la ortogonalidad. En este caso, se ha partido de la hipótesis inicial de que la mayor superficie visible siempre se suele conseguir situando la cámara ortogonalmente al plano en el que se sitúa el objeto.

Análisis comparativo de métodos de calibrado para sensores RGB-D y su influencia en el registro de múltiples vistas

Los sensores de propósito general RGB-D son dispositivos capaces de proporcionar información de color y de profundidad de la escena. Debido al amplio rango de aplicación que tienen estos sensores, despiertan gran interés en múltiples áreas, provocando que en algunos casos funcionen al límite de sensibilidad. Los métodos de calibración resultan más importantes, si cabe, para este tipo de sensores para mejorar la precisión de los datos adquiridos. Por esta razón, resulta de enorme transcendencia analizar y estudiar el calibrado de estos sensores RGBD de propósito general. En este trabajo se ha realizado un estudio de las diferentes tecnologías empleadas para determinar la profundidad, siendo la luz estructurada y el tiempo de vuelo las más comunes. Además, se ha analizado y estudiado aquellos parámetros del sensor que influyen en la obtención de los datos con precisión adecuada dependiendo del problema a tratar. El calibrado determina, como primer elemento del proceso de visión, los parámetros característicos que definen un sistema de visión artificial, en este caso, aquellos que permiten mejorar la exactitud y precisión de los datos aportados. En este trabajo se han analizado tres algoritmos de calibración, tanto de propósito general como de propósito específico, para llevar a cabo el proceso de calibrado de tres sensores ampliamente utilizados: Microsoft Kinect, PrimeSense Carmine 1.09 y Microsoft Kinect v2. Los dos primeros utilizan la tecnología de luz estructurada para determinar la profundidad, mientras que el tercero utiliza tiempo de vuelo. La experimentación realizada permite determinar de manera cuantitativa la exactitud y la precisión de los sensores y su mejora durante el proceso de calibrado, aportando los mejores resultados para cada caso. Finalmente, y con el objetivo de mostrar el proceso de calibrado en un sistema de registro global, diferentes pruebas han sido realizadas con el método de registro µ-MAR. Se ha utilizado inspección visual para determinar el comportamiento de los datos de captura corregidos según los resultados de los diferentes algoritmos de calibrado. Este hecho permite observar la importancia de disponer de datos exactos para ciertas aplicaciones como el registro 3D de una escena.

Proposição e avaliação de um método baseado em projeção de luz para reconstrução e análise da superfície do tronco durante a respiração

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

A aula de educação fisica como reprodutora de estereotipos de genero a luz da experiencia no Colegio "Inem Santiago Perez" : Santa-Fé de Bogota-Colombia

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Reflexões sobre a Educação Fisica para portadores de necessidades educacionais especiais a luz da individualização

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Metodologia para determinação dos volumes do tronco durante a respiração usando projeção de luz e reconstrução de superficie

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Mercado de trabalho em educação fisica ;significado da intervenção profissional a luz das relações de trabalho e da construção da carreira

Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Educação Física

A fototerapia com diodo emissor de luz (LEDT) aplicada pré-exercício inibe a peroxidação lipídica em atletas após exercício de alta intensidade: um estudo preliminar

Estresse oxidativo é o termo geralmente utilizado para descrever os danos causados pelo desequilíbrio entre pró-oxidantes e antioxidantes no organismo. O aumento no consumo de O2 induzido pelo exercício físico está associado ao aumento das espécies reativas de oxigênio (EROs) sendo estas indutoras do estresse oxidativo. Embora as evidências indiquem um provável efeito inibitório da fototerapia com diodos emissores de luz (LEDT) sobre a produção das EROs, não existem estudos observando tal efeito em atletas. Este estudo preliminar destina-se a verificar os efeitos da aplicação de LEDT previamente ao exercício de alta intensidade sobre a peroxidação lipídica, mensurada através dos níveis sanguíneos de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Todos os seis atletas de voleibol do sexo masculino foram submetidos às duas situações: aplicação de LEDT efetiva e aplicação de LEDT placebo. O desempenho no protocolo de exercício adotado não revelou diferença (p > 0,05) entre as duas situações nas variáveis potência pico, potência média e índice de fadiga. Os resultados relacionados com a peroxidação lipídica foram: na situação LEDT efetiva, não foi possível observar diferença estatisticamente significante (p > 0,05) entre os níveis pré e pós-exercício (6,98 ± 0,81 e 7,02 ± 0,47nmol/mL); na situação LEDT (LBP) placebo, houve diferença estatisticamente significante (p = 0,05) entre os valores pré e pós-exercício (7,09 ± 1,28 e 8,43 ± 0,71nmol/mL). Tais resultados demonstram que a aplicação efetiva de LEDT parece ser eficaz no controle da peroxidação lipídica em atletas submetidos a exercício intenso

Utilização de um espectrógrafo de projeção como uma ferramenta para demonstrações sobre polarização da luz

This article describes the use of a projection spectrograph based on an overhead projector for use in classroom demonstrations on light polarization and optical activity. A simple adaptation on a previously developed apparatus allows illustrating several aspects of optical activity, such as circular and linear birefringence, including their wavelength dependence. Specifically, we use the projection spectrograph to demonstrate the optical activity of an aqueous solution of sugar (circular birefringence), of a quartz plate and of an overhead projector transparence film (linear birefringence). A historical survey about the optical activity discovery and the main principles involved is also presented.

Luz: um raro produto de reação

The production of visible light by chemical reactions constitutes interesting and fascinating phenomena and several reaction mechanisms are discussed to rationalize excited state formation. Most efficient chemiluminescence reactions are thought to involve one or more electron transfer steps and chemiexcitation is believed to occur by radical annihilation. A brief introduction to the general principles of light production and the main known chemiexcitation mechanisms will be given here. Subsequently, recent results on the mechanistic elucidation of efficient chemiluminescence systems, as the peroxyoxalate reaction, the induced decomposition of phenoxy-substituted 1,2-dioxetanes and the catalyzed decomposition of new a-peroxylactones will be discussed.

Qualidade de luz na biometria e anatomia foliar de plântulas de Cattleya loddigesii L. (Orchidaceae) micropropagadas

A qualidade de luz pode alterar a morfogênese das plantas por meio de uma série de processos mediados por receptores de luz, principalmente na região do vermelho e azul. O objetivo do presente estudo foi verificar alterações anatômicas foliares e características biométricas de Cattleya loddigesii 'Tipo', cultivadas in vitro, sob diferentes malhas coloridas com nível de radiação de 50% de sombreamento. Plântulas oriundas de autopolinização e sementes germinadas in vitro, com aproximadamente 1,0cm de comprimento e com raízes, foram inoculadas em meio WPM e submetidas a diferentes condições de incubação. Testou-se o efeito de sombrites coloridos (vermelho e azul) sobre os frascos cultivados em casa de vegetação (CV) e sala de crescimento (SC), além dos tratamentos, nos dois ambientes, sem utilização das telas coloridas. A avaliação foi efetuada 180 dias após inoculação. Com os resultados obtidos, observou-se que o ambiente de cultivo promove alterações anatômicas e biométricas em plântulas de Cattleya loddigesii 'Tipo' micropropagadas. As alterações promovidas pelo cultivo em luz natural evidenciam maior capacidade fotossintética, por meio de maior diferenciação dos tecidos clorofilianos, promovendo uma superfície foliar anatomicamente adaptada à fase de aclimatização.

Disciplinas de Fundamentos de Matemática: uma discussão à luz dos significados da palavra “fundamentos”

Based on a survey of summaries of courses on the Foundations of Mathematics, from Mathematics Teacher Education programs in the southern part of Brazil, and some remarks on the legislation related to the course syllabuses, we discuss the meaning of the word ""Foundations"" in order to reflect on the proposals of these issues in the courses, which will be undergoing reformulation. The opinions of students in one of these courses regarding the meaning of the term ""foundations"", as well as the data obtained from the survey and the remarks regarding legislation, may lead to considerations about the possibilities for a better qualification of the initial education of Mathematics teachers.