Páginas:
362
Edición:
1
Fecha de publicación:
10/03/2016
ISBN:
9788426722973
Formato:
17x23 cms

Percepción visual aplicada a la robótica

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En Percepción visual aplicada a la robótica se presentan los conceptos y técnicas fundamentales relacionados con la digitalización de imágenes, el procesamiento de señales en dos dimensiones, además de una introducción a la transformada Wavelet y la transformada de Hough. Se expone la cinemática de los robots manipuladores y móviles, y se presentan detalladas aplicaciones como control de robots móviles por medio de percepción visual, detección y ubicación de objetos usando sensores infrarrojos, ultrasónicos, de rango laser y cámaras, así como construcción de mapas simples y navegación, así como el filtrado en la secuencia, detección de movimiento, procesamiento de imágenes en el dominio espacial, cinemática de robots manipuladores, visión artificial, control de Hardware mediante FPGAs y sistemas de visión en base a FPGAs.

Conozca
Las técnicas de navegación utilizando los diferentes tipos de mapas y sensores, y la diferencia entre robots móviles y
manipuladores.

Aprenda
Sobre el procesamiento de imágenes en el dominio espacial con diferentes sensores utilizando diferentes tipos de señales.

Desarrolle sus habilidades para:
Aplicaciones de los dispositivos de arreglo de compuertas programables en campo y el sistema de visión en base a FPGAs.

Prefacio                                                                                                                                     XIII
Introducción                                                                                                                               XV

Capítulo 1
Conceptos básicos de procesamiento de imágenes                                            1

1.1 Modelo de visión por computadora                                                                                   2
1.2 Digitalización de imágenes                                                                                                  3
1.3 Adquisición de imagen                                                                                                         4
1.4 Relaciones básicas entre pixeles                                                                                         4
1.5 Procesamiento de imágenes en el domino espacial                                                        5
1.5.1 Tipos de procesamiento de imagen                                                                                 6
1.5.2 Mejoramiento de imagen                                                                                                  8
1.5.3 Contraste y brillo                                                                                                                10
1.5.4 Realce de rangos de nivel de gris                                                                                    12
1.5.5 Procesamiento de histograma                                                                                         13
1.5.6 Operaciones aritméticas y lógicas                                                                                  15
1.5.7 Promedio para reducción de ruido                                                                                18
1.5.8 Filtros espaciales                                                                                                               19
1.5.9 Filtros de suavizado                                                                                                          21
1.5.10 Filtros estadísticos                                                                                                          22
1.5.11 Filtros de nitidez                                                                                                              24
1.6 Procesamiento de señales en dos dimensiones                                                              28
1.6.1 Conceptos básicos                                                                                                               28
1.6.2 Transformada discreta de Fourier                                                                                   30
1.6.3 Correlación en dos dimensiones                                                                                       34
1.7 Filtrado en la frecuencia y transformada Walevet                                                            35
1.7.1 Método en el dominio de la frecuencia                                                                             35
1.7.2 Filtros espaciales en la frecuencia                                                                                     36
1.7.3 Filtros puntuales                                                                                                                    40
1.7.4 Introducción a la transformada Wavelet                                                                          43
1.7.5 Análisis con onduletas                                                                                                          46
1.7.6 Onduleta discreta                                                                                                                  47
1.7.7 Transformada Wavelet discreta                                                                                         48
1.7.8 Análisis con onduletas multinivel                                                                                     50
1.7.9 Análisis con paquetes de onduletas                                                                                   51
1.7.10 Transformada Wavelet en dos dimensiones                                                                 52
1.7.11 Aplicación de la transformada Wavelet                                                                          54
1.8 Segmentación de imágenes                                                                                                  55
1.8.1 Introducción a la segmentación de imágenes                                                               55
1.8.2 Detección de bordes                                                                                                          57
1.8.3 Operador gradiente                                                                                                           58
1.8.4 Operador laplaciano                                                                                                          59
1.8.5 Encadenado de bordes                                                                                                       61
1.8.6 Detector de bordes Canny                                                                                                 62
1.8.7 Transformada de Hough                                                                                                    63
1.8.8 Segmentación por umbral                                                                                                 66
1.8.9 Segmentación por umbral sobre bordes                                                                         67
1.8.10 Segmentación basada en regiones                                                                                 69
1.8.11 Crecimiento de región                                                                                                        71
1.9 Detección de movimiento                                                                                                       73
1.9.1 Introducción                                                                                                                           73
1.9.2 Esquema genérico de detección de movimiento                                                             73
1.9.3 Imagen de referencia                                                                                                            75
1.10 Resumen                                                                                                                                   78
1.11 Problemas                                                                                                                                  78

Capítulo                                                                                                                                    2
Teoría de robótica                                                                                                                81

2.1 Cinemática de robots manipuladores y robots móviles                                                     82
2.1.1 Cinemática directa de robots manipuladores                                                                   82
2.1.2 Cinemática inversa de robots manipuladores                                                                 105
2.1.3 Cinemática de robots móviles                                                                                             116
2.2 Tipos de sensores                                                                                                                      134
2.2.1 Sensores para brazos manipuladores y robots móviles                                                 134
2.2.2 Sensor de rango láser Hokuyo                                                                                            141
2.3 Tipos de Mapas                                                                                                                          148
2.3.1 Introducción                                                                                                                            148
2.3.2 Representación de mapas geométricos                                                                             150
2.3.3 Mapas topológicos                                                                                                                 157
2.4 Técnicas de navegación                                                                                                           163
2.4.1 Introducción                                                                                                                           163
2.4.2 Algoritmos bug                                                                                                                        163
2.4.3 Implementación de un nuevo algoritmo bug                                                                    167
2.4.4 Diagrama de flujo de datos del algoritmo bug                                                                  173
2.4.5 Desarrollo de la interfaz gráfica                                                                                           178
2.5 Resumen                                                                                                                                       182
2.6 Problemas                                                                                                                                     182

Capítulo                                                                                                                                        3
Hardware para procesamiento de imágenes en robots                                          185

3.1 Introducción                                                                                                                                 186
3.2 Sensores para percepción visual                                                                                               186
3.2.1 Sensor de luz CCD                                                                                                                     187
3.2.2 Sensor de luz CMOS                                                                                                                 189
3.2.3 Comparación de sensores CCD y CMOS                                                                               191
3.3 La cámara y formatos de video                                                                                                   192
3.3.1 Formatos y cámaras analógicas                                                                                               192
3.3.2 Formatos y cámaras digitales                                                                                                  193
3.4 La adquisición y formación de la imagen                                                                                 196
3.5 Despliegue de señales de video VGA                                                                                         199
3.5.1 Señales de sincronía para pantallas VGA                                                                              200
3.5.2 Activación de pixeles en la pantalla                                                                                       203
3.6 Dispositivos de arreglo de compuertas programables en campo (FPGA)                         206
3.6.1 Dispositivos FPGA                                                                                                                      208
3.6.2 FPGA Cyclone II de Altera                                                                                                        209
3.6.3 Arquitectura del Cyclone II                                                                                                       211
3.7 Resumen                                                                                                                                          213
3.8 Problemas                                                                                                                                       214

Capítulo                                                                                                                                          4
Aplicaciones                                                                                                                                217
4.1 Detección de fugas de gas y fuego                                                                                              218
4.1.1 Detección de fugas de gas                                                                                                         218
4.1.2 Detección de fuego                                                                                                                    225
4.2 Control de robot móvil por medio de percepción visual                                                      236
4.2.1 Descripción de la base de datos                                                                                             236
4.2.2 Algoritmo de Detección de Señas                                                                                         237
4.3 Detección y ubicación de objetos usando sensores infrarrojos, ultrasónicos, de rango láser y cámaras               256
4.3.1 Detección de objetos usando sensores ultrasónicos                                                          256
4.3.2 Detección de objetos usando cámara de video                                                                   264
4.4 Construcción de mapas simples y navegación                                                                        273
4.4.1 Detección de objetos usando un sensor de rango láser                                                      273
4.5 Sistema de visión en base a FPGAs                                                                                            283
4.5.1 Convertidor de imágenes bayer a rgb basado en fpga                                                         283
4.5.2 Controlador digital para monitor vga en fpga                                                                      296
4.5.3 Procesamiento de imágenes con FPGA                                                                                 306
4.6 Resumen                                                                                                                                          312

Apéndice                                                                                                                                       313
Referencias Bibliográficas                                                                                                                   319
Capítulo 1                                                                                                                                                319
Capítulo 2                                                                                                                                               319
Capítulo 3                                                                                                                                               320
Capítulo 4                                                                                                                                               321

Índice analítico                                                                                                                          327

A color
Páginas:
362
Edición:
1
Año Publicación:
10/03/2016
ISBN:
9788426722973
Formato:
17x23 cms
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