Modelatge procedural d’edificis

L’objectiu d’aquest PFC és el desenvolupament d’una eina pel modelatge procedural d’edificis i altres estructures arquitectòniques. El modelatge d’edificis és, per si sol, un bon tema on aplicar‐hi la programació procedural. Un edifici normal compte sempre amb elements que es repeteixen en altura i amplada. El fet de “repetir” una tasca suggereix sempre l’aplicació d’algun tipus de procediment per tal de simplificar i reduir la feina de l’usuari a l’hora de desenvolupar aquesta feina

Modelatge basat en exemples de carrers d’una ciutat

L’objectiu d’aquest projecte és el desenvolupament d’una eina de generació de xarxes de carrers a partir d’exemples. L’eina ha de permetre generar una xarxa de carrers nova que sigui semblant a l’existent en un mapa vectorial donat. A més, també es pretén unir aquesta aplicació amb l’urbanEngine per tal de poder generar vistes en 3D sobre aquestes xarxes de carrers, a més d’ampliar les opcions de l’urbanEngine a l’hora de crear ciutats

Modelatge procedural de ciutats

L’objectiu d’aquest projecte és el desenvolupament d’una eina pel modelatge procedural de ciutats i xarxes de carrers. El modelatge de carrers és, per si sol, un bon tema on aplicar-hi la programació procedural. Les ciutats solen comptar amb patrons que es van repetint al llarg del territori. El fet de “repetir” una tasca suggereix sempre l’aplicació d’algun tipus de procediment per tal de simplificar i reduir la feina de l’usuari a l’hora de desenvolupar aquesta tasca. Shan utilitzat bàsicament tres eines diferents: Un modelador 3D, un llenguatge d’scripting i un llenguatge flexible per a definir els edificis

Estudi sobre la implementació a Catalunya de cicles formatius de les famílies professionals de formació professional i d'arts aplicades, relacionats amb les tecnologies de modelatge i animació 3D, en les modalitats presencial i a distància i emmarcades en el context del mercat espanyol i europeu. 'Estudio sobre la implementación en Cataluña de ciclos formativos de las famílias profesionales de formación profesional y de artes aplicadas relacionados con las tecnologías de modelado y animación 3D en las modalidades presencial y a distancia y enmarcadas en el contexto del mercado español y europeo'.

Trabajo de investigación orientado al análisis de las tareas más importantes que debe realizar un técnico 3D en un equipo de trabajo. También trata el equipo y el software necesario para la realización de esas tareas. Se trata de una propuesta para paliar la falta de titulaciones del sector y la correspondiente precariedad laboral.

Modelatge basat en funcions per la aproximació als fenòmens naturals

Aquesta presentació resumeix les tècniques computacionals existents que aborden l'estudi dels fenòmens naturals i prososa una aproximació basada en funcions.

Fonaments d'una plataforma digital universitària lliure com a reforç en l'aprenentatge de les matemàtiques

El canvi cap a un paradigma d’ensenyament centrat en l’alumne ha incrementat el debat dels processos d’ensenyament i d’aprenentatge. En aquest marc de treball, el debat originat en torn de si un alumne universitari disposa dels suficients recursos per repassar autònomament principis matemàtics bàsics no ofereix una resposta gens clara. I aquesta resposta és important, especialment en les titulacions on les matemàtiques s’utilitzen principalment com a eina de modelatge, tal i com succeeix en les titulacions impartides en la Facultat de Ciències Econòmiques i Empresarials(FCEE) de la Universitat de Girona(UdG). L’equip docent en Matemàtiques per a l’Economia de la UdG està duent a terme la construcció d’un recurs que intenta fomentar el treball continu de les lleis matemàtiques. Aquesta eina didàctica tecnològica, anomenada plataforma virtual universitària lliure, neix de l’aplicació a les plataformes universitàries de les idees aportades pels corrents de ideologia lliure, com són la famosa enciclopèdia digital Wikipedia o el projecte gnui. La plataforma virtual universitària lliure és un recurs tecnològic format per la combinació de dos recursos independents habituals en tota plataforma universitària, com són un servidor d’arxius ftp i una eina d’avaluació, amb una estructura de funcionament modelada per les següents condicions: 1) Tota llei matemàtica de qualsevol assignatura de les titulacions impartides en la FCEE de la UdG pot ser treballada en el recurs. 2) Només les lleis matemàtiques podran ser treballades en el recurs. 3) El recurs ha de facilitar als alumnes el llistat de lleis que ha de dominar en una assignatura qualsevol. 4) El recurs ha de facilitar als alumnes material de treball per a una llei d’un llistat. 5) Només les lleis que surtin en un llistat poden contenir materials de treball. 6) Tots els alumnes de la FCEE de la UdG poden entrar al recurs. 7) Tots els professors de la FCEE de la UdG poden crear o modificar qualsevol arxiu o prova d’avaluació. 8) Només els professors de la FCEE de la UdG poden crear o modificar arxius o proves d’avaluació. 9) El recurs d’avaluació ha de proporcionar a un alumne informació immediata sobre el coneixement actual de les lleis d’un llistat. 10) Els enunciats dels exercicis de lleis dels materials de treball sempre han d’anar acompanyats amb la solució corresponent. 11) Tot enunciat d’un exercici de llei ha de tenir associat un exemple completament resolt

Algorismes per a la resolució de problemes de proximitat en terrenys

El modelatge, visualització i anàlisi de terrenys és de gran importància en els Sistemes d’Informació Geogràfica (GIS). Actualment és de gran interès per a aquesta comunitat disposar de software que permeti analitzar terrenys. L’objectiu principal del projecte és desenvolupar una aplicació per a la resolució de diversos problemes de proximitat en terrenys. Una part important ha d’ésser la de poder generar, visualitzar i modificar un model 3D d’un terreny a partir de dades introduïdes per l’usuari o obtingudes des d’un fitxer. Per tal de poder construir l’aplicació desitjada ha calgut dissenyar una interfície gràfica d’usuari que permetés realitzar de forma interactiva la introducció, modificació i esborrat de les diferents seus (punts, segments, polígons, poligonals...) o restriccions del terreny, així com la seva visualització

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.

Modelling stereoscopic vision systems for robotic applications

Aquesta tesi s'emmarca dins del projecte CICYT TAP 1999-0443-C05-01. L'objectiu d'aquest projecte és el disseny, implementació i avaluació de robots mòbils, amb un sistema de control distribuït, sistemes de sensorització i xarxa de comunicacions per realitzar tasques de vigilància. Els robots han de poder-se moure per un entorn reconeixent la posició i orientació dels diferents objectes que l'envolten. Aquesta informació ha de permetre al robot localitzar-se dins de l'entorn on es troba per poder-se moure evitant els possibles obstacles i dur a terme la tasca encomanada. El robot ha de generar un mapa dinàmic de l'entorn que serà utilitzat per localitzar la seva posició. L'objectiu principal d'aquest projecte és aconseguir que un robot explori i construeixi un mapa de l'entorn sense la necessitat de modificar el propi entorn. Aquesta tesi està enfocada en l'estudi de la geometria dels sistemes de visió estereoscòpics formats per dues càmeres amb l'objectiu d'obtenir informació geomètrica 3D de l'entorn d'un vehicle. Aquest objectiu tracta de l'estudi del modelatge i la calibració de càmeres i en la comprensió de la geometria epipolar. Aquesta geometria està continguda en el que s'anomena emph{matriu fonamental}. Cal realitzar un estudi del càlcul de la matriu fonamental d'un sistema estereoscòpic amb la finalitat de reduir el problema de la correspondència entre dos plans imatge. Un altre objectiu és estudiar els mètodes d'estimació del moviment basats en la geometria epipolar diferencial per tal de percebre el moviment del robot i obtenir-ne la posició. Els estudis de la geometria que envolta els sistemes de visió estereoscòpics ens permeten presentar un sistema de visió per computador muntat en un robot mòbil que navega en un entorn desconegut. El sistema fa que el robot sigui capaç de generar un mapa dinàmic de l'entorn a mesura que es desplaça i determinar quin ha estat el moviment del robot per tal de emph{localitzar-se} dins del mapa. La tesi presenta un estudi comparatiu dels mètodes de calibració de càmeres més utilitzats en les últimes dècades. Aquestes tècniques cobreixen un gran ventall dels mètodes de calibració clàssics. Aquest mètodes permeten estimar els paràmetres de la càmera a partir d'un conjunt de punts 3D i de les seves corresponents projeccions 2D en una imatge. Per tant, aquest estudi descriu un total de cinc tècniques de calibració diferents que inclouen la calibració implicita respecte l'explicita i calibració lineal respecte no lineal. Cal remarcar que s'ha fet un gran esforç en utilitzar la mateixa nomenclatura i s'ha estandaritzat la notació en totes les tècniques presentades. Aquesta és una de les dificultats principals a l'hora de poder comparar les tècniques de calibració ja què cada autor defineix diferents sistemes de coordenades i diferents conjunts de paràmetres. El lector és introduït a la calibració de càmeres amb la tècnica lineal i implícita proposada per Hall i amb la tècnica lineal i explicita proposada per Faugeras-Toscani. A continuació es passa a descriure el mètode a de Faugeras incloent el modelatge de la distorsió de les lents de forma radial. Seguidament es descriu el conegut mètode proposat per Tsai, i finalment es realitza una descripció detallada del mètode de calibració proposat per Weng. Tots els mètodes són comparats tant des del punt de vista de model de càmera utilitzat com de la precisió de la calibració. S'han implementat tots aquests mètodes i s'ha analitzat la precisió presentant resultats obtinguts tant utilitzant dades sintètiques com càmeres reals. Calibrant cada una de les càmeres del sistema estereoscòpic es poden establir un conjunt de restriccions geomètri ques entre les dues imatges. Aquestes relacions són el que s'anomena geometria epipolar i estan contingudes en la matriu fonamental. Coneixent la geometria epipolar es pot: simplificar el problema de la correspondència reduint l'espai de cerca a llarg d'una línia epipolar; estimar el moviment d'una càmera quan aquesta està muntada sobre un robot mòbil per realitzar tasques de seguiment o de navegació; reconstruir una escena per aplicacions d'inspecció, propotipatge o generació de motlles. La matriu fonamental s'estima a partir d'un conjunt de punts en una imatges i les seves correspondències en una segona imatge. La tesi presenta un estat de l'art de les tècniques d'estimació de la matriu fonamental. Comença pels mètode lineals com el dels set punts o el mètode dels vuit punts, passa pels mètodes iteratius com el mètode basat en el gradient o el CFNS, fins arribar las mètodes robustos com el M-Estimators, el LMedS o el RANSAC. En aquest treball es descriuen fins a 15 mètodes amb 19 implementacions diferents. Aquestes tècniques són comparades tant des del punt de vista algorísmic com des del punt de vista de la precisió que obtenen. Es presenten el resultats obtinguts tant amb imatges reals com amb imatges sintètiques amb diferents nivells de soroll i amb diferent quantitat de falses correspondències. Tradicionalment, l'estimació del moviment d'una càmera està basada en l'aplicació de la geometria epipolar entre cada dues imatges consecutives. No obstant el cas tradicional de la geometria epipolar té algunes limitacions en el cas d'una càmera situada en un robot mòbil. Les diferencies entre dues imatges consecutives són molt petites cosa que provoca inexactituds en el càlcul de matriu fonamental. A més cal resoldre el problema de la correspondència, aquest procés és molt costós en quant a temps de computació i no és gaire efectiu per aplicacions de temps real. En aquestes circumstàncies les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera solen basar-se en el flux òptic i en la geometria epipolar diferencial. En la tesi es realitza un recull de totes aquestes tècniques degudament classificades. Aquests mètodes són descrits unificant la notació emprada i es remarquen les semblances i les diferencies entre el cas discret i el cas diferencial de la geometria epipolar. Per tal de poder aplicar aquests mètodes a l'estimació de moviment d'un robot mòbil, aquest mètodes generals que estimen el moviment d'una càmera amb sis graus de llibertat, han estat adaptats al cas d'un robot mòbil que es desplaça en una superfície plana. Es presenten els resultats obtinguts tant amb el mètodes generals de sis graus de llibertat com amb els adaptats a un robot mòbil utilitzant dades sintètiques i seqüències d'imatges reals. Aquest tesi finalitza amb una proposta de sistema de localització i de construcció d'un mapa fent servir un sistema estereoscòpic situat en un robot mòbil. Diverses aplicacions de robòtica mòbil requereixen d'un sistema de localització amb l'objectiu de facilitar la navegació del vehicle i l'execució del les trajectòries planificades. La localització es sempre relativa al mapa de l'entorn on el robot s'està movent. La construcció de mapes en un entorn desconegut és una tasca important a realitzar per les futures generacions de robots mòbils. El sistema que es presenta realitza la localització i construeix el mapa de l'entorn de forma simultània. A la tesi es descriu el robot mòbil GRILL, que ha estat la plataforma de treball emprada per aquesta aplicació, amb el sistema de visió estereoscòpic que s'ha dissenyat i s'ha muntat en el robot. També es descriu tots el processos que intervenen en el sistema de localització i construcció del mapa. La implementació d'aquest processos ha estat possible gràcies als estudis realitzats i presentats prèviament (calibració de càmeres, estimació de la matriu fonamental, i estimació del moviment) sense els quals no s'hauria pogut plantejar aquest sistema. Finalment es presenten els mapes en diverses trajectòries realitzades pel robot GRILL en el laboratori. Les principals contribucions d'aquest treball són: ·Un estat de l'art sobre mètodes de calibració de càmeres. El mètodes són comparats tan des del punt de vista del model de càmera utilitzat com de la precisió dels mètodes. ·Un estudi dels mètodes d'estimació de la matriu fonamental. Totes les tècniques estudiades són classificades i descrites des d'un punt de vista algorísmic. ·Un recull de les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera centrat en el mètodes basat en la geometria epipolar diferencial. Aquestes tècniques han estat adaptades per tal d'estimar el moviment d'un robot mòbil. ·Una aplicació de robòtica mòbil per tal de construir un mapa dinàmic de l'entorn i localitzar-se per mitja d'un sistema estereoscòpic. L'aplicació presentada es descriu tant des del punt de vista del maquinari com del programari que s'ha dissenyat i implementat.