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Título : Diseño de un sistema de reconstrucción ambiental 3D indoor que permita determinar la trayectoria de un robot móvil mediante análisis y procesamiento de imágenes.
Autor : Shagñay Ruiz, Nelson Stalin
Director(es): Martínez Guashima, Oswaldo Geovanny
Tribunal (Tesis): Mora Chunllo, Verónica Elizabeth
Palabras claves : VISION ESTÉREO;RECONTRUCCIÓN 3D;ROBOT MÓVIL;MATLAB (SOFTWARE);COLMAP (SOFTWARE);CALIBRACIÓN;PUNTO ITERATIVO MÁS CERCANO (ICP);ALGORITMO ICP
Fecha de publicación : 31-mar-2023
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Shagñay Ruiz, Nelson Stalin. (2023). Diseño de un sistema de reconstrucción ambiental 3D indoor que permita determinar la trayectoria de un robot móvil mediante análisis y procesamiento de imágenes. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFIYE;98T00387
Abstract : The present Curricular Integration Work had the objective of designing and implementing a 3D reconstruction system of interior environments, which allows defining the trajectory of a teleoperated mobile robot, for which the mobile robot that contains a MYNT EYE S1030 camera was implemented to capture images that, through the stereo vision technique, to be able to reconstruct an indoor scenario, the operation of the system was determined by means of a randomness analysis. The reconstruction of environments and subsequent calculation of the trajectory was defined by stages, which were: Analysis, Design, Implementation, Evaluation and Maintenance of the system, where substages are defined for the reconstruction algorithm programmed in MATLAB. For the randomness and comparative analysis, it was decided to apply different statistical tests such as the Shapiro test, the F test and the Student's T test to evaluate the system, from which it was obtained that the system differs in measurements compared to the commercial tool COLMAP; In the analysis of accuracy with the real environment, it is found that the system differs, but on a smaller scale, making an absolute error calculation, giving an average error of 3.27 meters with respect to the real value, and finally, a reconstruction of the scenario was made. indoor by varying its parameters. It is concluded that the system gives acceptable and not highly reliable results due to the camera and the quality of the captured images, since the creation of the point clouds generates noise, so the ICP algorithm for joining the point clouds overlaps the point clouds that gradually lose the real dimensions of the stage. It is recommended to complement the stereo vision technique with depth sensors to obtain values close to the real ones and thus improve the reconstruction of environments.
Resumen : El objetivo de este Trabajo de Integración Curricular fue diseñar e implementar un sistema de reconstrucción 3D de entornos indoor, que permita definir la trayectoria de un robot móvil teleoperado, para lo cual se implementó el robot móvil que contiene una cámara MYNT EYE S1030 para la captura de imágenes que, mediante la técnica de visión estéreo, poder reconstruir un escenario indoor, el funcionamiento del sistema se determinó mediante un análisis de aleatoriedad. La reconstrucción de entornos y posterior cálculo de la trayectoria se definió por etapas, las cuales fueron: Análisis, Diseño, Implementación, Evaluación y Mantenimiento del sistema, donde se definen subetapas para el algoritmo de reconstrucción programado en MATLAB. Para el análisis de aleatoriedad y comparativo se decidió aplicar distintas pruebas estadísticas como prueba de Shapiro, prueba F y prueba T de Student para evaluar el sistema, de lo cual se obtuvo que, el sistema difiere en medidas comparado con la herramienta comercial COLMAP; en el análisis de exactitud con el entorno real, se tiene que el sistema difiere, pero en menor escala haciendo un cálculo de error absoluto, dando un error promedio de 3.27 metros con respecto al valor real, y finalmente, se hizo una reconstrucción del escenario indoor variando parámetros de este. Se concluye que el sistema da resultado aceptables y no altamente confiables debido a la cámara y la calidad de las imágenes capturadas, ya que la creación de las nubes de puntos genera ruido, por lo que el algoritmo ICP de unión de nubes de puntos sobrepone las nubes de puntos que hacen que se pierda poco a poco las dimensiones reales del escenario. Se recomienda complementar la técnica de visión estéreo con sensores de profundidad para llegar a obtener valores próximos a los reales y así mejorar la reconstrucción de entornos.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/20902
Aparece en las colecciones: Ingeniero en Electrónica, Telecomunicaciones y Redes; Ingeniero/a en Telecomunicaciones

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