TFM Cano González

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    17-Aug-2015

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TO40 en monitorizacin multisensorial

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<p> Universidad de Castilla-La Mancha Escuela Superior de Ingeniera Informtica Departamento de Sistemas Informticos Programa Oficial de Postgrado en Tecnologas Informticas Avanzadas Trabajo Fin de Mster ____________________ Visin estereoscpica usando la cabeza robtica TO40 en monitorizacin multisensorial Septiembre de 2011 Alumno:Francisco A. Cano Gonzlez. Directores:J os Mara Lpez Valles. Antonio Fernndez Caballero. II III El peligro para la mayora no es tener metas muy altas y no alcanzarlas sino tener metas bajas y lograrlas IV V NDICE Captulo 1: INTRODUCCIN ....................................................................................................................... 1 1.1 MOTIVACIN .......................................................................................................................................................1 1.2 OBJETIVOS ...........................................................................................................................................................2 1.3 ORGANIZACIN DE LA MEMORIA ..................................................................................................................3 Captulo 2: CURSOS REALIZADOS EN EL MASTER EN TECNOLOGAS AVANZADAS .............. 5 2.1 INTRODUCCIN ..................................................................................................................................................5 2.2 INTRODUCCIN A LA PROGRAMACIN DE ARQUITECTURAS DE ALTAS PRESTACIONES .............6 2.3 NUEVOS PARADIGMAS EN HCI .......................................................................................................................8 2.4 REDES MULTIMEDIA........................................................................................................................................ 11 2.5 MODELADO Y EVALUACIN DE SISTEMAS ............................................................................................... 15 2.6 CALIDAD DE INTERFACES DE USUARIO: DESARROLLO AVANZADO ................................................. 19 2.7 COMPUTACION EN CLUSTERS....................................................................................................................... 22 Captulo 3: VISIN ESTEREOSCPICA ................................................................................................. 25 3.1 ASPECTOS BIOLGICOS .................................................................................................................................. 25 3.1.1 Anlisis de imgenes ................................................................................................................................. 27 3.1.2 Hemicampos visuales ................................................................................................................................ 28 3.1.3 Anlisis de disparidad ............................................................................................................................... 29 3.1.4 Procesamiento de alto nivel ...................................................................................................................... 30 3.2 CONCEPTOS GENERALES ............................................................................................................................... 31 3.2.1 Principios de la triangulacin .................................................................................................................... 31 3.2.2 Anlisis geomtrico .................................................................................................................................. 34 3.2.2.1 Geometra de cmaras paralelas ................................................................................................ 35 3.2.3 Primitivas de correspondencia .................................................................................................................. 36 3.2.4 Restricciones ............................................................................................................................................. 37 3.2.5 Oclusiones ................................................................................................................................................. 39 3.3 APLICACIONES .................................................................................................................................................. 40 Captulo 4: CABEZA ROBTICA TO40 ................................................................................................... 41 4.1 PROTOCOLO PURE ............................................................................................................................................ 43 4.1.1 Descripcin del protocolo ......................................................................................................................... 43 4.1.2 Descripcin de servicios bsicos ............................................................................................................... 45 4.2 SERVICIOS GENRICOS ROBOSOFT ............................................................................................................. 47 4.2.1 Informacin especfica sobre TO40 .......................................................................................................... 50 Captulo 5: MODELO DE VISIN ESTREO DINMICA ................................................................... 51 5.1 DIGITALIZACIN PAR ESTREO ................................................................................................................... 52 5.2 MAPA DE CARGA 2D ........................................................................................................................................ 53 5.2.1 Segmentacin en bandas de gris ............................................................................................................... 54 5.2.2 Deteccin de permanencia ........................................................................................................................ 56 5.2.3 Separacin hemicampos ............................................................................................................................ 58 5.3 ANLISIS DE DISPARIDAD ............................................................................................................................. 59 5.3.1 Anlisis de correspondencia de carga ....................................................................................................... 60 5.3.1.1 Correspondencias puntuales ...................................................................................................... 61 5.3.1.2 Conteo horizontal ...................................................................................................................... 61 5.3.1.3 Acumulacin vertical ................................................................................................................. 63 5.3.2 Obtencin del mapa de profundidad 3D .................................................................................................... 64 5.4 MAPA DE CARGA 3D ........................................................................................................................................ 65 Captulo 6: DESARROLLOS REALIZADOS ............................................................................................ 67 6.1 HARDWARE Y SOFTWARE USADO ............................................................................................................... 67 6.2 APLICACIN DE CONTROL ............................................................................................................................. 68 6.2.1 Implementacin......................................................................................................................................... 68 VI 6.2.2 Interfaz ...................................................................................................................................................... 71 6.3 IMPLEMENTACIN DEL MODELO DE ESTEREOVISIN .......................................................................... 73 6.3.1 Resultados................................................................................................................................................. 76 Captulo 7: CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS ....................................................................... 79 7.1 CONCLUSIONES ................................................................................................................................................ 79 7.2 TRABAJOS FUTUROS ....................................................................................................................................... 80 7.2.1 Planificacin ............................................................................................................................................. 82 BIBLIOGRAFA ........................................................................................................................................... 85 CURRICULUM VITAE ............................................................................................................................... 87 VII NDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Sistema Hbrido ................................................................................................................ 8 Figura 2.2 Conexin TO40 .............................................................................................................. 10 Figura 2.3 Anglifo .......................................................................................................................... 10 Figura 2.4 Metodologas de modelado de actividades ..................................................................... 17 Figura 2.5 Ejemplo de modelado de actividades jerrquico ............................................................ 18 Figura 2.6 Ejemplo de Diagrama de estados .................................................................................... 18 Figura 2.7 Diagrama UML del meta-modelo de tareas .................................................................... 21 Figura 3.1 Procesamiento de hemicampos visuales ......................................................................... 28 ......................................................................................................... 32 Figura 3.3 Transformacin de unidades mtricas a unidades en pixeles ......................................... 32 Figura 3.4 ngulos de giro en los distintos ejes .............................................................................. 33 Figura 3.5 Sistema de referencia estereoscpico ............................................................................. 34 Figura 3.6 Plano epipolar ................................................................................................................. 35 Figura 3.7 Geometra en el plano epipolar de cmaras paralelas ..................................................... 35 Figura 4.1 :a) TO40b) Conectores ............................................................................................. 41 Figura 5.1 Esquema funcional del modelo propuesto ...................................................................... 52 Figura 5.2 Esquema operacional digitalizacin del par estreo ....................................................... 53 Figura 5.3 Esquema operacional mapa de carga 2D ........................................................................ 54 Figura 5.4 Segmentacin en bandas de gris ..................................................................................... 56 Figura 5.5 Deteccin de movimiento ............................................................................................... 57 Figura 5.6 Mapa de permanencia ..................................................................................................... 58 Figura 5.7 Separacin hemicampos ................................................................................................. 59 Figura 5.8 Esquema operacional anlisis de disparidad ................................................................... 60 Figura 5.9 Imagen resultado de mapa de profundidad ..................................................................... 64 Figura 5.10 Esquema operacional mapa de carga 3D ...................................................................... 65 Figura 6.1 Diagrama de clases de la aplicacin desarrollada ........................................................... 69 Figura 6.2 Ventana principal de la interfaz ...................................................................................... 72 Figura 6.3 Diagrama de clases del modelo de estereovisin implementado .................................... 73 Figura 6.4 Diagrama de actividades ................................................................................................. 77 Figura 6.5 Resultados del modelo de estereovisin ......................................................................... 77 Figura 7.1 Cronograma de la planificacin de las actividades ......................................................... 83 VIII NDICE DE TABLAS Tabla 1: Caractersticas servos PAN-TILT ...................................................................................... 42 Tabla 2: Caractersticas servos VERGE ........................................................................................... 42 Tabla 3: Formato de una solicitud .................................................................................................... 43 Tabla 4: Formato de respuesta .......................................................................................................... 44 Tabla 5: Formato de notificacin del usuario al controlador ............................................................ 44 Tabla 6: Formato de notificacin del controlador al usuario ............................................................ 44 Tabla 7: Acciones permitidas ........................................................................................................... 45 Tabla 8: Informacin de errores ....................................................................................................... 45 Tabla 9: Servicio de directorio ......................................................................................................... 46 Tabla 10: Registro de directorio ....................................................................................................... 46 Tabla 11: Gerente de notificaciones ................................................................................................. 47 Tabla 12: Registro de notificaciones ................................................................................................ 47 Tabla 13: Descripcin de las propiedades ........................................................................................ 47 Tabla 14: Formato del estado de la unida...</p>