Estancia de investigación y Colaboración de Susana Lagüela López en la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos)

Dr. Susana Lagüela López realizó una estancia de investigación en TU Delft entre Enero y Abril de 2016.

La estancia consistió en la colaboración con el Proyecto H2020 “SIM” (Regado smart a partir de predicciones de la humedad del suelo usando modelado hidro-meteorológico e imágenes satélite), y el Proyecto TIGER de la ESA para “Gestión del efecto del clima en la productividad del agua de los cultivos usando datos de observación de la Tierra: caso de estudio de Doukkala – oeste de Marruecos”.

Para estos proyectos, Susana se ha centrado en el procesado de imagen multiespectral, especialmente en la fusión de imágenes de diferentes satélites, con el objetivo de incluir la banda IRT (InfraRrojo Térmico) en las bandas analizadas por satélites que no miden en ella. En concreto, se trata la inclusion de la banda TIR del satélite CBERS4, sensor IRM, con las bandas del satélite Sentinel 2, que no incluyen el infrarrojo térmico. Para ello, se desarrolla la técnica del Unmixing, con los siguientes pasos:

  • Análisis de la cantidad de cobertura de nubes en las imágenes, que se realiza a través del análisis de sus curvas gaussianas. Si el porcentaje de cobertura es bajo, se realiza la corrección del mismo mediante su sustracción del valor medio de las imágenes. De este modo se busca una transición continua en el solape entre imágenes. Si la cobertura de nubes es total, la imagen se descarta del proceso.
  • Generación de mosaico termográfico con las imágenes que cubren la zona en estudio. El mosaico es necesario para extender la zona cubierta por las imágenes a grandes áreas, y facilitar la correspondencia entre imágenes de diferentes satélites, que además presentan diferentes coberturas. A continuación, se calcula el valor de los nuevos píxeles CBERS a generar en función de los valores de píxeles Sentinel comprendidos dentro de cada huella de pixel CBERS.

Susana_1

  • Evaluación del comportamiento de la banda térmica infrarroja para la medida del fenómeno de evapotranspiración. Los resultados muestran que cada uso de suelo presenta diferentes comportamientos ante la radiación solar, con diferentes valores de reflectancia. A modo de ejemplo, en la región vinícola de Mendoza (Argentina) se detectan tres usos diferentes del suelo en función de su reflectancia: suelo descubierto, roca desnuda y vegetación (viñedos), con valores de reflectancia de 75, 105 y 130, respectivamente.
  • Clasificación de pixels, que se realiza mediante la conversión del espacio de color RGB al LAB, permitiendo eliminar el efecto de la luminosidad (L) para hacer el proceso más estable. El proceso de clasificación se realiza para imágenes de ambos satélites.

Este trabajo continuará durante los meses de Octubre 2016 y Enero 2017, así que en breve tendremos más noticias sobre él.

Susana_4


 

Estancia de investigación de Pablo Rogríguez Gonzálvez y Luis Javier Sánchez Aparicio en la Universidad del Miño (Portugal).

El Doctor Pablo Rodríguez Gonzálvez y el estudiante de Doctorado Luis Javier Sánchez Aparicio efectuaron, durante el mes de Diciembre del 2015, una estancia de investigación en la Universisdad del Miño. Dicha estancia permitió establecer nuevos enlaces de colaboración entre ambas Universidades::

  • DIC 3D (Correlación Digital de Imágenes 3D). La Correlación Digital de Imágenes basa su éxito en el análisis de la deformación sufrida por un espécimen a lo largo de la duración del ensayo. Dicha deformación es posible a través de la evaluación de los patrones previamente proyectados sobre el espécimen. Ofreciendo consigo un método de no-contacto y capaz de proveer información sobre todos los puntos de la probeta en contraposición con los métodos tradicionales como las galgas extensiométricas o los LVDTs.
  • Caracterización de nodos, la dirección de las fibras en estructuras de madera. El empleo del modelado basado en imágenes permite reconstruir modelos de alta densidad, precisos y ricos en características sobre los cuales extraer los diferentes defectos y características propias de las piezas de madera que componen forjados o cerchas. Dichos potencial se ve incrementado con el empleo del código Italiano (UNI 11035) que permite evaluar, en función de la presencia de imperfecciones, la resistencia mecánica del espécimen.

Timber_2Timber_1Ortofotografía de dos espécimenes evaluados

  • Fotogrametría con cámaras boroscópicas y endoscópicas. Altamente empeladas en diferentes campos de la Medicina e Ingeniería, las cámaras boroscópicas y endoscópicas permiten evaluar el interior de tuberias o paredes de mampostería. Sin embargo, dicha evaluación queda restringida a un carácter meramente visual, y en donde la fortogrametría puede proveer la solución necesaria para reconstruir y evaluar métricamente dichos espacios.

Endoscope

Detalle de la nube de puntos obtenida con un reconstrucción a través de cámara endoscópica.

Comparison

Comparación ente los modelos fotogramétricos obtenidos mediante cámara digital (Canon 700D) y cámara endoscópica.

Complementario a ello, ambos investigadores iniciaron la evaluación de los datos capturados en las puertas de San Antonio y San Francisco en Almeida, Portugal.

Almeida

Estancia investigadora de Diego González-Aguilera en la Universidad de Dublin (Irlanda)


U_dublin

El Dr. Diego González-Aguilera realizó, durante el mes de Noviembre del año 2015, una estancia en la Universidad de Dublin. Durante dicha estancia numerosas líneas de investigación y potenciales transferencias de tecnología fueron planteadas a los diferentes grupos de la Universidad. De forma complementaria, diversos seminarios sobre modelado basado en imágenes aplicados a la ingeniería, arquitectura entre otras áreas de innovación fueron impartidos a fin de encontrar posibles colaboraciones y sinergias potenciales. 

FaceMAP

  • Dispositivo patentado (hardware) bajo propiedad intelectual.
  • A día de hoy no existe una base facial de datos tridimensionales para la policía.
  • No existen estrategias de reconocimiento facial tridimensional, únicamente reconocimiento basado en imágenes.
  • Existen algoritmos de reconocimiento tridimensional.
  • El reconocimiento tridimensional deriva en una identificación más precisa y viable en contraste con los métodos tradicionales.

Weldmap

WELDMAP permite la evaluación y validación de soldaduras mediante la modelización tridimensional (a micro escala) con propiedades métricas y resolución sub-milimétrica. Dicha aplicación queda enfocada a inspecciones y controles técnicos de soldaduras. Su mercado principal se centra en empresas especializadas en el control cualitativo de soldaduras en el sector metalúrgico.

Actualmente, las inspecciones visuales sobre soldaduras son llevadas a cabo por inspectores, conllevando unos costes de operario asociados. Además de disponer ciertas limitaciones, en términos de precisión y calidad de la verificación, con respecto a la norma ISO correspondiente (básicamente debido al grado de detalle requerido, en torno a milímetro, sub-milímetro, y las limitaciones de las herramientas actuales). De forma complementaria, dichas inspecciones requieren también de optimización en términos temporales y de costes de mantenimiento. Este último punto, es de carácter crucial para infraestructuras con gran número de soldaduras como instalaciones de gas.

DCU

Estancia investigadora de Diego González Aguilera Visual Attention Lab (Boston, EEUU)

  Estancia investigadora de Diego González Aguilera Visual Attention Lab

Diego González Aguilera fue invitado por el “Visual Attention Lab” (Dr. Marc Pomplun) en la Universidad de Massachusset (Boston, USA) para realizar una estancia de investigación durante 3 meses (Julio-Octubre, 2015). La investigación se centró en el avance en métodos y algoritmos para la conexión entre el seguimiento visual y la fotogrametría. En particular fue propuesta una conexión entre la fotogrametría y los dispositivos de atención visual (Eye Tracker). Más precisamente se han aprovechado de los enfoques y algoritmos fotogramétricos para integrarlos en el flujo de trabajo del seguimiento visual. Para este fin se ha utilizado el método general de la fotogrametría haciendo un paralelismo entre sus pasos principales  y los pasos requeridos por los seguidores de ojos. Como resultado se ha conseguido mejorar la precisión y fiabilidad de las medidas del seguidor de ojos partiendo de su calibración y la determinación de la posición del ojo y consiguiendo el cálculo de las coordenadas del objeto de seguimiento visual (posición de la mirada). Adicionalmente se ha intentado mejorar las aplicaciones actuales realizada en el laboratorio bajo un contexto 2D,  extendiéndolas hacia el seguimiento visual en un entorno 3D.

Entender las bases de la fotogrametría y sus principios implica avanzar en el conocimiento y la comprensión de la visión humana y como somos capaces de percibir la realidad a través de nuestros ojos en tres dimensiones. La adquisición de la realidad a través de los sistemas de visión implica que los rayos de luz (procedentes de fuentes de luz artificial o natural) alcanzan y atraviesan los ojos que son sensibles a la radiación electromagnética en longitudes de onda específicas (espectro visible). Cuando la luz impacta en el ojo atraviesa la córnea, la pupila y el cristalino llegando a la retina donde la energía electromagnética se convierte en impulsos nerviosos que pueden ser interpretados por el cerebro. Estos impulsos abandonan el ojo a través del nervio óptico. En términos fotogramétricos, la zona más importante está localizada en una pequeña zona alrededor de la retina conocida como fóvea. En este lugar toda la luz procedente del campo de vista es enfocada, lo que es equivalente al campo de vista de una cámara fotográfica. Sin embargo, es necesario destacar que aunque el campo de vista de cada ojo de forma individual está comprendido entre los 120º-200º y 130º para el área de superposición (equivalente a los objetivos ojo de pez), la zona efectiva de la retina oscila entre los 40º-60º o incluso menos si tratamos de enfocar pequeños objetos a distancias muy cortas. Por lo tanto, el resto del campo de vista del ojo solo es útil para percibir objetos voluminosos o movimientos. Igualmente, el campo de vista de las cámaras digitales también depende principalmente de dos parámetros geométricos (distancia focal y tamaño del sensor) perfectamente definidos, mientras que para la visión humana su definición es complicada debido a que el ojo humano es curvo y el nivel de detalle decrece a medida que nos alejamos del centro de la fóvea.

 

La siguiente figura describe la relación entre la geometría del ojo humano con la geometría de las lentes de una cámara.

Estancia investigadora de Diego González Aguilera Visual Attention Lab

Modelo geométrico del ojo humano. (a) Vista exterior y (b) sección transversal del ojo humano con los elementos importantes destacados en rojo. (c) Modelo geométrico del ojo humano con los componentes involucrados en la estimación de la posición ocular.

La siguiente figura  describe algunos de los experimentos desarrollados intentando mejorar la calibración del seguidor ocular y por lo tanto mejorar las medidas de este instrumento (EyeLink 1000).

Estancia investigadora de Diego González Aguilera Visual Attention LabEyeLink 1000 durante los tests experimentales desarrollados.

Estancia investigadora de Diego González Aguilera

Página 3 de 512345
×
Análisis termográfico de edificios

 

El uso de la termografía infrarroja comMapaEnergeticoo técnica sobradamente provada para la inspección de edificios y localización de patologías como fugas de aire, humedades, etc. Nos permite realizar un examen visual “in-situ” de calidad de los objetos de estudio gracias a la posibilidad de visualizar en tiempo real los resultados pudiendo detectar sin dificultad los desperfectos o elementos característicos de estos. Estas técnicas de medición cualitativa nos proporcionan la posibilidad de realizar inspecciones rápidas y eficaces sin contacto directo con el objeto y de forma no destructiva, lo que disminuye tanto el riesgo de incidentes para los operarios como los daños producidos en los propios objetos de estudio ocasionados por otras técnicas intrusivas. Además, también se ha demostrado la utilidad de la termografía infrarroja como técnica puramente de medida a través de su utilización para el cálculo de propiedades termofísicas de materiales tales como difusividad y transmitancia térmica.

En el caso de termografía cualitativa, las publicaciones existentes tratan de estudios realizados in-situ, principalmente en edificios históricos o elementos del patrimonio cultural, mientras que los estudios cualitativos se realizan, en la mayor parte de los casos, en laboratorios sobre muestras de tamaño limitado. En aquellos casos en los que se han realizado estudios termográficos cuantitativos sobre edificios in-situ, los valores de temperatura son empleados con el objetivo de obtener propiedades termofísicas (conductancia térmica) reales del cerramiento, sin embargo su distribución espacial no es considerada.

Conjugar ambas aplicaciones permitirá la automatización del cálculo de pérdidas de calor a partir de las temperaturas medidas con una cámara termográfica. De este modo, no solo se usa la termografía para representar el estado de la pared, sino que también se usan los valores de temperatura contenidos en la termografía para la extracción de parámetros métricos del edificio en estudio, por lo que la hibridación de la información termográfica con el material cartográfico de precisión permitiría extraer la geometría real del objeto de estudio con textura termográfica, pudiendo así realizar mediciones precisas de los elementos de interés directamente sobre el resultado obtenido.

 

20140220-usal-ensmart-panoramica-728

 

Estudios como el publicado por EuroACE en 2010 colocan la mejora de la eficiencia energética en edificación en cabeza de las acciones necesarias para la reducción de emisiones de gases del efecto invernadero y gasto energético, así como para servir de empuje a la generación de empleo. Especial es el caso del parque de edificios ya construidos, la mayoría procedente de los años 1940-80, con normativa inexistente y recursos escasos. En ellos las obras de rehabilitación energética pueden suponer un ahorro de hasta el 75% en consumo de energía. En España existen 13 millones de viviendas susceptibles de intervención, cuya rehabilitación energética supondría una reducción de las emisiones del sector del 34% con respecto al año 2001.

×
Building thermographic analysis

 

 

The use of infraMapaEnergeticored thermography as a widely tested technique for building inspection and location of pathologies such as air leakage and moisture allows the performance of  quality “in-situ” visual examination of the objects under study due to the possibility of obtaining real-time results, being able to detect without difficulty damages or material characteristics. This qualitative measurement technique provides the capability of doing quick, effective and non-destructive inspection without direct contact with the object under study, decreasing the risk of incidents to operators and the damage of the objects comparing with other intrusive techniques. Furthermore, the utility of infrared thermography as a measurement technique has been proved by its use for the determination of the thermophysical properties of materials such as diffusivity and thermal transmittance.

In the qualitative approach, some authors have performed in-situ studies, mainly in historical buildings or cultural heritage elements, whereas quantitative studies are performed mainly in laboratories with limited size samples. In those cases where quantitative thermography studies were performed in-situ, temperature values were employed in order to obtain the real thermophysical properties (thermal conductance) of the building envelope, but their spatial distribution is not considered.

Combine both applications will enable the automation of the heat loss computation from the measured temperatures with a thermographic camera. Thus, the thermography is not only used to represent the state of the wall, but also temperature values represented on the thermography for extracting the metric parameters of the study object so the hybridization of the thermographic information with precise cartographic material would  allow to extract the actual geometry of the object of study with thermal texture, being able to make accurate measurements of the elements of interest directly on the obtained results.

 

20140220-usal-ensmart-panoramica-728

 

Studies such as the one published by EuroACE in 2010, places improved energy efficiency in building construction at the top of the list of actions that need to be taken to reduce greenhouse gases and energy costs, in addition to acting as a stimulus to generate employment. In particular is the case of existing buildings stock, most of which dates back to the period 1940-80, constructed using non-existent standards and scarce resources. Here, energy refurbishment works could represent a saving of up to 75% in energy consumption. In Spain there are 13 million homes that could be the subject of intervention, where energy refurbishment could result in a reduction in sector emissions of 34% compared to 2001.

 

×
×
Ventana modal ingles
×
Ventana modal español
×
Mobile Laser System (MLS) applied to urban tree inventory

In urbanized Western Europe trees are considered an important component of the built-up environment. This also means that there is an increasing demand for tree inventories. Laser mobile mapping systems provide an efficient and accurate way to sample the 3D road surrounding including notable roadside trees. In this research line, a processing chain aiming at the extraction of tree locations and tree sizes from laser mobile mapping data is reached.

  • Vegetation extraction

MLS_urban_3

  • Tree parameter extraction

MLS_urban_2

 

Such steps, in combination with code optimization are expected to be sufficient to reach the final goal of automatized estimation of features sampled by mobile mapping at a rate that matches the acquisition speed and at a quality that matches the result of a human operator.

×