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Navegación autónoma en entornos dinámicos mediante SLAM
No full text54 páginasRESUMEN: La investigación aborda el problema de la navegación autónoma en entornos industriales
dinámicos, donde los robots móviles enfrentan dificultades para adaptarse a cambios inesperados
en el entorno y evitar colisiones, lo que compromete la seguridad y la eficiencia operativa. Aunque
los sistemas de navegación tradicionales utilizan sensores como LiDAR y cámaras, su capacidad
para adaptarse a entornos cambiantes es limitada. Este trabajo explora la implementación de un
sistema que integra sensores avanzados y algoritmos de SLAM (Simultaneous Localization and
Mapping) para mejorar la percepción del entorno y la navegación autónoma.
Para abordar este problema, se desarrolló una plataforma robótica basada en un carro con
dirección tipo Ackermann equipado con un sensor LiDAR RPLIDAR A1M8 y una cámara de
profundidad Intel RealSense D435i. La integración se llevó a cabo utilizando ROS2, que permitió
la gestión y sincronización de sensores y actuadores. Se implementó el algoritmo SLAM Toolbox
en modo asíncrono para la localización y mapeo en tiempo real. Adicionalmente, se desarrollaron
algoritmos de detección y seguimiento de obstáculos mediante clusterización de nubes de puntos
y técnicas de filtrado. Para la planificación de rutas, se utilizó el algoritmo A* y se integró con un
controlador Pure Pursuit y PID para el seguimiento preciso de la trayectoria.
Los hallazgos principales demostraron que la integración de sensores LiDAR y cámaras de
profundidad permite al robot detectar y evitar obstáculos dinámicos de manera eficiente, mejorando
la capacidad de adaptarse a cambios en el entorno. El sistema logró actualizar el mapa en tiempo
real, replantear rutas y mantener la estabilidad y precisión en la navegación, incluso en escenarios
impredecibles. Las pruebas realizadas en un entorno controlado confirmaron la efectividad del
sistema para evitar colisiones y adaptarse a obstáculos nuevos, superando las limitaciones de
enfoques basados en SLAM básico. Esta solución proporciona un avance significativo en la
seguridad y eficiencia de la navegación autónoma, sentando bases para aplicaciones futuras en
entornos industriales y de servicios.ABSTRACT: This research addresses the challenge of autonomous navigation in dynamic industrial environments, where mobile robots face difficulties adapting to unexpected changes and avoiding collisions, compromising operational safety and efficiency. Traditional navigation systems using LiDAR sensors and cameras often have limited adaptability to changing environments. This study explores the implementation of a system that integrates advanced sensors and SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) algorithms to enhance environmental perception and autonomous navigation.
To tackle this issue, a robotic platform based on an Ackermann-type vehicle was developed, equipped with an RPLIDAR A1M8 sensor and an Intel RealSense D435i depth camera. The integration was carried out using ROS2, enabling efficient management and synchronization of sensors and actuators. The SLAM Toolbox algorithm was implemented in asynchronous mode for real-time mapping and localization. Additionally, obstacle detection and tracking algorithms were developed using point cloud clustering and filtering techniques. The A* algorithm was employed for path planning, integrated with a Pure Pursuit and PID controller for precise path tracking.
The main findings demonstrated that integrating LiDAR and depth cameras allows the robot to detect and avoid dynamic obstacles effectively, enhancing its ability to adapt to environmental changes. The system successfully updated the map in real-time, replanned routes, and maintained stability and precision in navigation, even in unpredictable scenarios. Controlled environment tests confirmed the system's effectiveness in avoiding collisions and adapting to new obstacles, overcoming the limitations of basic SLAM approaches. This solution significantly improves the safety and efficiency of autonomous navigation, laying a foundation for future applications in industrial and service settings.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Sistema domótico basado en visión artificial para personas con discapacidad auditiva
No full text139 páginasRESUMEN: En el presente proyecto se desarrolló un sistema domótico basado en visión artificial, enfocado
en personas con discapacidad auditiva en Colombia. En este, se parte de la problemática de la
falta de dispositivos accesibles para esta población, quienes enfrentan dificultades a la hora de
interactuar con sistemas convencionales, diseñados para personas oyentes.
Este proyecto se estructuró en cuatro objetivos basados en la metodología del diseño de Dieter
y Schmidt, los cuales marcaron cuatro etapas principales dentro del desarrollo de este:
definición de los elementos para el sistema y las señas de comando, la implementación de un
algoritmo de visión artificial para clasificación de señas, la construcción de un sistema domótico
a escala, y la verificación de su funcionamiento mediante pruebas de usuario. Cada uno de
estos objetivos tuvo una etapa previa en la que se estudió, diseñó y preparó cada uno de los
pasos a seguir para la consecución de dicho objetivo.
A través de este enfoque se construyó finalmente un sistema que permite mejorar la
accesibilidad, seguridad e independencia de las personas con discapacidad auditiva,
brindándoles una herramienta que les permita interactuar en su propia lengua con un dispositivo
domótico. Este sistema emplea inteligencia artificial para el reconocimiento de señas, formando
comandos específicos mediante la combinación de estas en una frase final, permitiendo la
automatización de tareas como el control de la iluminación o la apertura y cierre de persianas,
además de la notificación al usuario acerca de situaciones de fuego, humo, gases o presencia
de personas en la puerta del hogar.
El sistema finalmente implementado demostró ser funcional y efectivo para las necesidades de
las personas con discapacidad auditiva, generando un gran impacto en los usuarios con los que
se realizaron las pruebas de usuario, pudiendo decir así que el proyecto concluyó con gran
éxito.ABSTRACT: In this project, a home automation system based on computer vision was developed, focusing on the deaf community in Colombia. It addresses the issue of the lack of accessible devices for this population, who face challenges when interacting with conventional systems designed for hearing people. The project was structured around four main objectives based on the Dieter and Schmidt design methodology, marking four key development stages: defining the system elements and command signs, implementing a computer vision algorithm for sign classification, building a scaled home automation system, and verifying its functionality through user testing. Each objective was preceded by a research, design, and preparation phase to ensure its successful achievement.
Through this approach, a system was ultimately built, improving accessibility, safety, and independence for the deaf community, providing them with a tool that allows them to interact with a home automation device in their own language. The system uses artificial intelligence for sign recognition, creating specific commands by combining these signs into a final phrase, enabling the automation of tasks like lighting control or opening and closing blinds, as well as notifying users about fire, smoke, gas, or the presence of people at the home’s door.
Finally, the implemented system proved to be functional and effective for the deaf people’s needs, having a significant impact on the users who tested the device, making it possible to say that the project concluded in great success.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Aplicación de algoritmos genéticos para la generación óptima de horarios académicos en la Universidad EIA.
No full text42 páginasRESUMEN: La elaboración de horarios académicos en la Universidad EIA enfrenta desafíos como la gestión eficiente de recursos, la satisfacción de preferencias individuales y la adaptación a cambios en las restricciones. Los métodos tradicionales, basados en la intervención humana, son propensos a errores y no siempre se optimizan logrando satisfacción de los involucrados.
Este proyecto busca desarrollar un sistema basado en inteligencia artificial, utilizando algoritmos genéticos, para optimizar la generación de horarios académicos en la Universidad EIA con todas sus consideraciones. Este enfoque tiene el potencial de superar las limitaciones de los métodos tradicionales, mejorando la eficiencia de los espacios, el bienestar de estudiantes y profesores, y la calidad de la gestión académica.
En primer lugar, se llevarán a cabo entrevistas con los encargados de diseñar los horarios en el área de sistemas para contextualizar el cómo se hace, que información se tiene y que observaciones se tienen en cuenta, se continua el diseño de una base de datos que almacene información esencial sobre cursos, profesores, aulas y horarios disponibles. Con lo mencionado se construye un modelo matemático que se diseñará para representar el problema de optimización de horarios como una cuestión combinatoria, considerando variables como la disponibilidad de recursos, las consideraciones espaciales de la Universidad EIA y las restricciones curriculares. La implementación del algoritmo genético se encargará de generar soluciones factibles y eficientes a través de operadores de selección, cruce y mutación, explorando así el espacio de soluciones para encontrar posibles horarios óptimos. La evaluación y validación de los horarios generados se realizarán comparándolos con los utilizados actualmente por la universidad, ajustando y corrigiendo según sea necesario para garantizar su calidad y adaptación a las necesidades institucionales. Finalmente, se desarrollará una interfaz de usuario que facilite la gestión y visualización de los horarios.ABSTRACT:The creation of academic schedules at Universidad EIA presents challenges such as efficient resource management, meeting individual preferences, and adapting to changing restrictions. Traditional methods, relying on human intervention, are often prone to errors and limited in their ability to fully satisfy the needs of all stakeholders.
This project aims to develop an AI-based scheduling system that uses genetic algorithms to optimize the generation of academic schedules at Universidad EIA. Through interviews with the scheduling management team, relevant information on current processes will be gathered, enabling the design of a database to store essential information on courses, professors, classrooms, and available schedules. Subsequently, a mathematical optimization model will be constructed to represent scheduling as a combinatorial problem, integrating variables such as resource availability, spatial considerations, and curricular restrictions, thus ensuring feasible solutions tailored to academic needs.
The implementation of the genetic algorithm will enable exploration and optimization of the solution space through selection, crossover, and mutation operators, generating feasible and efficient schedules. Finally, a user interface will facilitate the visualization and management of the generated schedules, improving resource efficiency, student and teacher satisfaction, and the quality of academic management.PregradoIngeniero(a) de Sistemas y Computació
Sistema de medición de carga generados en un proceso de esmerilado controlado aplicado a rieles ferroviarios
No full text64 páginasRESUMEN: Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de medición de carga generada durante el proceso de esmerilado controlado de rieles ferroviarios. El objetivo principal es optimizar el mantenimiento y prolongar la vida útil de las vías, capturando las cargas dinámicas generadas durante el esmerilado. Se rediseñó el sistema original para mejorar tanto la precisión como la durabilidad, integrando mejoras significativas en la parte mecánica y electrónica, incluyendo el uso de celdas de carga y el microcontrolador ESP32. Los resultados muestran una mejora significativa en la capacidad de capturar las variaciones de carga, lo que permite un análisis más profundo de los efectos del esmerilado sobre los rieles.ABSTRACT: This work presents the development of a system for measuring the load generated during the controlled grinding process of railway rails. The main objective is to optimize maintenance and extend the life of the rails by capturing the dynamic loads generated during grinding. The original system was redesigned to improve both accuracy and durability, integrating significant mechanical and electronic improvements, including the use of load cells and the ESP32 microcontroller. The results show a significant improvement in the ability to capture load variations, allowing a deeper analysis of the effects of grinding on the rails.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Gamificación de la educación: desarrollo de un videojuego para el aprendizaje de la programación
No full text47 páginasRESUMEN: Este trabajo presenta el desarrollo de un videojuego serio diseñado para introducir y enseñar conceptos básicos de programación, con el objetivo de generar interés en esta área entre jóvenes y adultos. Dada la creciente demanda de profesionales en programación y la falta de oportunidades para que los individuos aprendan, el juego busca gamificar habilidades como el pensamiento crítico y lógico de manera entretenida e interactiva.
Para lograr esto, se realizó una revisión de juegos existentes con fines educativos, adaptando sus conceptos a un entorno de juego específico. Se optó por utilizar la metodología ágil SCRUM, que proporcionó un marco de trabajo sólido y flexible para abordar los desafíos planteados y se utilizó Unity como plataforma de desarrollo, lo que permitió implementar de manera efectiva las funcionalidades del juego.ABSTRACT: This work presents the development of a serious video game designed to introduce and teach basic programming concepts, aiming to generate interest in this field among young people and adults. Given the increasing demand for professionals in programming and the lack of opportunities for individuals to learn, the game seeks to gamify skills such as critical and logical thinking in an entertaining and interactive way.
To achieve this, a review of existing educational games will be conducted, adapting their concepts to a specific gaming environment. The agile methodology SCRUM was chosen, providing a solid and flexible framework to address the challenges posed, and Unity was used as the development platform, which allowed for the effective implementation of the game’s functionalities.PregradoIngeniero(a) de Sistemas y Computació
Análisis de la retrorreflectividad en las líneas amarillas de las vías de DEVIMED
No full text94 páginasRESUMEN: Este trabajo de grado se enfoca en el análisis y evaluación de la retrorreflectividad de las líneas amarillas en las rutas nacionales 6004 y 6005, bajo la concesión de Devimed. La falta de visibilidad nocturna adecuada debido a la pérdida de retrorreflectividad en estas líneas se ha identificado como un problema significativo, afectado por factores como la acumulación de sedimentos y el desgaste natural de los materiales en las demarcaciones. Ante esto, se plantea como objetivo general evaluar el impacto de diferentes técnicas y materiales en la aplicación de demarcación vial, para mejorar la visibilidad y durabilidad de las marcas viales en dichas rutas.
Para abordar este problema, se realizó inicialmente un diagnóstico del estado actual de la retrorreflectividad de las líneas amarillas, mediante la recopilación de datos y la medición en distintos tramos de las rutas 6004 y 6005. Este diagnóstico permitió identificar los puntos críticos de deterioro y los factores ambientales que afectan la calidad de la retrorreflectividad. A continuación, se propusieron diversas alternativas de aplicación de microesferas y ajustes en los espesores de la pintura, contemplando variaciones en los materiales y metodologías de aplicación, como el uso de diferentes tipos de microesferas y espesores de película húmeda y seca, con el objetivo de mejorar la visibilidad nocturna.
La metodología incluyó la evaluación técnica y económica de cada alternativa, seleccionando aquellas que mostraron mayor viabilidad para una aplicación en campo. Las alternativas elegidas fueron implementadas en tramos específicos, permitiendo así un análisis comparativo de su rendimiento en términos de costos y durabilidad. Posteriormente, se monitorearon los niveles de retrorreflectividad a lo largo del tiempo para evaluar la efectividad de cada método en las condiciones operativas reales de las rutas.
Los resultados obtenidos revelaron que los espesores menores de película de pintura, junto con la aplicación de microesferas más expuestas, ofrecieron mejoras en la retrorreflectividad al permitir un mayor desgaste de las microesferas, optimizando así su función de retroreflejar la luz hacia los conductores. Las conclusiones de este estudio destacan la importancia de una aplicación técnica optimizada que equilibre tanto el costo como la funcionalidad de los materiales, garantizando que las líneas amarillas cumplan con los niveles de retrorreflectividad necesarios para la seguridad vial.ABSTRACT: This thesis focuses on analyzing and evaluating the retroreflectivity of yellow road lines on national routes 6004 and 6005, managed by the Devimed concession. The problem of inadequate nighttime visibility due to retroreflectivity loss in these lines has been identified as a significant safety concern, affected by factors such as sediment accumulation and the natural wear of marking materials. The main objective is to assess the impact of different techniques and materials in road marking applications to enhance visibility and durability on these routes.
To address this issue, an initial diagnosis of the current retroreflectivity status of yellow lines was conducted by collecting data and measurements across various sections of routes 6004 and 6005. This diagnostic phase identified critical deterioration points and environmental factors affecting retroreflectivity quality. Subsequently, several application alternatives were proposed, focusing on the use of microbeads and variations in paint thickness, involving different types of beads and specific film thicknesses (both dry and wet) to enhance nighttime visibility.
The methodology included the technical and economic evaluation of each alternative, selecting the most viable options for field application. These selected alternatives were implemented in specific sections, enabling a comparative analysis of their performance in terms of costs and durability. Following this, retroreflectivity levels were monitored over time to assess each method's effectiveness under real operational conditions on the routes.
Results indicated that thinner paint films combined with more exposed microbeads improved retroreflectivity by facilitating greater wear on the beads, optimizing their light-reflecting function for drivers. This study highlights the importance of an optimized technical application that balances material cost and functionality, ensuring that yellow lines meet the necessary retroreflectivity standards for road safety.PregradoIngeniero(a) Civi
Propuesta, diseño y ejecución de una estrategia de marketing digital mediante realidad virtual para la visualización y reconocimiento de un mall comercial en el municipio del Peñol
No full text47 páginasMaestríaOtr
Semillero de investigación Morfologia Aplicada 2024-2
No full text12 estudiantes de 22 inscritos realizaron a cabalidad las diferentes actividades programadas, con cada uno de ellos se elaboraron propuestas iniciales de un trabajo alrededor de la investigación en donde los especímenes anatómicos o las imágenes diagnósticas se constituyen en el elemento central para resolver la pregunta, 4 estudiantes finalizaron las actividades con proyectos de investigación en curso. Los 12 estudiantes recibieron instrucciones y entrenamiento en técnicas morfológicas básicas y realizaron el proceso aprendido en órganos o piezas anatómicas de origen human
Simulación numérica del comportamiento de la velocidad y presiones en la pared del acueducto de Silvio con flujo pulsátil e hipótesis de pared rígida y flexible usando métodos libres de malla
No full textEn este estudio, se investiga la aplicación conjunta del método de colocación y las Funciones de Base Radial (RBF) para resolver problemas de flujo laminar en venas con paredes rígidas. Este enfoque implica el cálculo directo de los coeficientes de las funciones de base radial. El estudio propone una alternativa interesante para abordar problemas de flujo en sistemas vasculares, especialmente en el caso de venas con paredes rígidas. La combinación del método de colocación y las RBF puede proporcionar resultados precisos y eficientes en la modelación del flujo laminar