Doctorado en Ciencias Naturales
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Browsing Doctorado en Ciencias Naturales by browse.metadata.advisor "Meneses Fonseca, Jaime Enrique"
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Item Análisis tridimensional de objetos a 360° de observación y campo amplio con múltiple configuración proyector-cámara a partir de iluminación estructurada(Universidad Industrial de Santander, 2014) Contreras Pico, Carlos Ricardo; Meneses Fonseca, Jaime Enrique; García Sucerquia, Jorge Iván; Duque, Derfrey Antonio; Plata Gómez, Arturo; Argüello Fuentes, HenryLos sistemas de reconstrucción tridimensional son implementados en campos industriales, médicos e investigativos con el propósito de realizar mediciones con alta precisión. Para obtener tal precisión es necesario efectuar un procedimiento de calibración apropiado. En la técnica de proyección de franjas, este procedimiento permite establecer una relación entre la fase absoluta y la información tridimensional de la superficie del objeto en estudio; sin embargo, para llevar a cabo tal procedimiento es necesario utilizar unidades de traslación muy precisas. Un sistema de reconstrucción tridimensional que implementa la técnica de proyección de franjas está formado por un proyector, una cámara digital y una unidad de control, denominada unidad de proyección-adquisición en este trabajo. La calibración de la unidad de proyección-adquisición consiste en establecer los parámetros que se requieren para transformar la fase, asociada a las franjas proyectadas, a coordenadas métricas de la superficie del objeto. Estos parámetros son función de los parámetros intrínsecos y extrínsecos tanto del proyector como de la cámara, debido a que el proyector se modeliza como una cámara inversa. Para llevar a cabo el procedimiento de calibración, en este trabajo se propone una técnica novedosa y flexible que permite calibrar cualquier sistema de reconstrucción 3D por proyección de franjas. En éste se usa un plano de referencia, que se ubica en posiciones aleatorias al interior del espacio de trabajo, y la proyección de un patrón de puntos codificados, denominados puntos de control. Los parámetros de la cámara son calculados usando la técnica de calibración de Zhang, mientras que los parámetros del proyector son calculados a partir de los parámetros de la cámara y la fase asociada al patrón de puntos de control, la cual es determinada usando análisis de Fourier. Aplicaciones específicas llevadas a cabo en la industria del petróleo y la medicina estética demuestran el buen desempeño del método de calibración propuesto.Item Análisis tridimensional de objetos a 360° de observación y campo amplio con múltiple configuración proyector-cámara a partir de iluminación estructurada(Universidad Industrial de Santander, 2014) Contreras Pico, Carlos Ricardo; Meneses Fonseca, Jaime EnriqueLos sistemas de reconstrucción tridimensional son implementados en campos industriales, médicos e investigativos con el propósito de realizar mediciones con alta precisión. Para obtener tal precisión es necesario efectuar un procedimiento de calibración apropiado. En la técnica de proyección de franjas, este procedimiento permite establecer una relación entre la fase absoluta y la información tridimensional de la superficie del objeto en estudio; sin embargo, para llevar a cabo tal procedimiento es necesario utilizar unidades de traslación muy precisas. Un sistema de reconstrucción tridimensional que implementa la técnica de proyección de franjas está formado por un proyector, una cámara digital y una unidad de control, denominada unidad de proyección-adquisición en este trabajo. La calibración de la unidad de proyección-adquisición consiste en establecer los parámetros que se requieren para transformar la fase, asociada a las franjas proyectadas, a coordenadas métricas de la superficie del objeto. Estos parámetros son función de los parámetros intrínsecos y extrínsecos tanto del proyector como de la cámara, debido a que el proyector se modeliza como una cámara inversa. Para llevar a cabo el procedimiento de calibración, en este trabajo se propone una técnica novedosa y flexible que permite calibrar cualquier sistema de reconstrucción 3D por proyección de franjas. En éste se usa un plano de referencia, que se ubica en posiciones aleatorias al interior del espacio de trabajo, y la proyección de un patrón de puntos codificados, denominados puntos de control. Los parámetros de la cámara son calculados usando la técnica de calibración de Zhang, mientras que los parámetros del proyector son calculados a partir de los parámetros de la cámara y la fase asociada al patrón de puntos de control, la cual es determinada usando análisis de Fourier. Aplicaciones específicas llevadas a cabo en la industria del petróleo y la medicina estética demuestran el buen desempeño del método de calibración propuesto.Item Reconstrucción tridimensional de objetos con sistema a referencia global(Universidad Industrial de Santander, 2010) Arias Hernández, Néstor Alonso; Meneses Fonseca, Jaime EnriqueEn esta Tesis Doctoral se desarrolla una metodología para la reconstrucción tridimensional de objetos con un sistema a referencia global (SRG). Para esto se implementó un sistema de posicionamiento externo y fijo (SRG) que extrae la información de la posición del sistema de reconstrucción, el cual tiene la libertad de medir la topografía del objeto desde diferentes puntos de vista. En este sentido se desarrolló un método que permite medir la posición de una mira especial con resolución subpixel, el cual fué evaluado en su resolución y precisión 2D y 3D, el dispositivo tiene la capacidad de posicionar esta mira con una resolución de 5 x 107 pixeles. El dispositivo de posicionamiento implementado puede posicionar la mira en el espacio con una precisión de 33 micras. Además es posible medir las tres coordenadas de posición (X,Y,Z) y tres orientaciones, estas con una resolución de 1,57 x 107 radianes. Este sistema se evaluó en su precisión, resolución, flexibilidad y factibilidad para reconstruir tridimensionalmente un objeto de gran extensión (por encima del límite de observación axial y transversal de la cabeza óptica) con alta resolución. Se desarrollaron dos sistemas de reconstrucción que explotan esta técnica de posicionamiento: El primero es basado en un sensor óptico de reconstrucción 3D de proyección de línea laser, El segundo es un microscópico interferométrico en el cual se utiliza la mira de posicionamiento para realizar el barrido axial con un paso de 28 nanómetros, permitiendo obtener la topografía de un objeto con detalles máximos de hasta 1mm de altura.Item Reconstrucción tridimensional de objetos con sistema a referencia global(Universidad Industrial de Santander, 2010) Arias Hernández, Néstor Alonso; Meneses Fonseca, Jaime Enrique; Solarte Rodríguez, Efraín; Escalona, Rafael Antonio; Plata Gómez, Arturo; Lasprilla A., María del CarmenEn esta Tesis Doctoral se desarrolla una metodología para la reconstrucción tridimensional de objetos con un sistema a referencia global (SRG). Para esto se implementó un sistema de posicionamiento externo y fijo (SRG) que extrae la información de la posición del sistema de reconstrucción, el cual tiene la libertad de medir la topografía del objeto desde diferentes puntos de vista. En este sentido se desarrolló un método que permite medir la posición de una mira especial con resolución subpixel, el cual fué evaluado en su resolución y precisión 2D y 3D, el dispositivo tiene la capacidad de posicionar esta mira con una resolución de 5×10−3 pixeles. El dispositivo de posicionamiento implementado puede posicionar la mira en el espacio con una precisión de 33 micras. Además es posible medir las tres coordenadas de posición (X,Y,Z) y tres orientaciones, estas con una resolución de 1,57 × 10−3 radianes. Este sistema se evaluó en su precisión, resolución, flexibilidad y factibilidad para reconstruir tridimensionalmente un objeto de gran extensión (por encima del límite de observación axial y transversal de la cabeza óptica) con alta resolución. Se desarrollaron dos sistemas de reconstrucción que explotan esta técnica de posicionamiento: El primero es basado en un sensor óptico de reconstrucción 3D de proyección de línea laser. El segundo es un microscópico interferométrico en el cual se utiliza la mira de posicionamiento para realizar el barrido axial con un paso de 28 nanómetros, permitiendo obtener la topografía de un objeto con detalles máximos de hasta 1mm de altura.