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Aplicación del procesamiento de imágenes en la caracterización y clasificación de áreas agrícolas
(2018-09-14) Busano, Facundo Nicolás; Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel; Pipino, Hugo; Peretti, Gastón Carlos
En el presente trabajo se aborda el desarrollo e implementación de un sistema de acon- dicionamiento y posterior procesamiento de imágenes para la estimación de la cantidad y calidad de vegetación, así como la cuantificación de superficies inundadas. Para ello, se empleó el cómputo del índice de vegetación de diferencia normalizada y el índice de agua de diferencia normalizada, utilizando como elemento sensor una cámara web genérica, modificada para captar las porciones necesarias del espectro electromagnético. Los experimentos realizados, en condiciones ambientales controladas, demuestran la factibilidad de implementación de dicho sistema en la estimación de la proporción de superficies inundadas y en la evaluación de la cantidad de vegetación.
Caracterización y calibración de unidades de medición inercial de bajo costo
(edUTecNe, 2024-10) Jaime, Ibrahim; Beck Ferrero, Federico Augusto; Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel
Considerando que la agricultura es una de las bases fundamentales de nuestra economía, su modernización resulta crucial para mejorar el rendimiento. La incorporación de tecnologías avanzadas permite una mejor gestión de los recursos, mayor precisión en las labores y una reducción significativa de los tiempos de trabajo. Además, estas tecnologías contribuyen a disminuir el impacto ambiental y a reducir la frecuencia de accidentes laborales. Con el objetivo de contribuir a la tecnificación de los procesos agro-industriales, desde el grupo de investigación de control aplicado y sistemas embebidos se inició el desarrollo de un vehículo autónomo multipropósito, para la evaluación de estrategias de navegación y control. Un componente fundamental para el seguimiento de trayectorias de manera autónoma es el sistema de adquisición de datos sobre la actitud del vehículo, en cada instante. Esto es, para determinar la orientación del mismo se utiliza una unidad de medición inercial (IMU), la cuál está compuesta por tres tipos de sensores: magnetómetro, giroscopio y acelerómetro. Dichos sensores son del tipo microelectromecánico y brindan mediciones de campo magnético, aceleración y velocidad angular. Las unidades de bajo costo comerciales cuentan con nueve grados de libertad, ya que poseen tres sensores de cada tipo, apropiadamente dispuestos. En el presente trabajo se presentarán las técnicas empleadas para la caracterización y calibración de IMU's de bajo costo. Dicho proceso es fundamental para su correcto funcionamiento debido a las perturbaciones que los sensores reciben por parte del entorno y también por el movimiento y vibraciones del vehículo en movimiento. Esto es, se realizará la caracterización de los sensores empleando el método varianza de Allan. Dicha información será utilizada tanto en el desarrollo del algoritmo de control como también en la determinación del período de recalibración del sensor, para asegurar un correcto funcionamiento.
Desarrollo de herramientas IoT para la enseñanza de Sistemas de Control
(2020-06-19) Miretti, Marco; Bicego, Martín; Olmedo, Paula Beatriz; Bernardi, Emanuel
La línea de investigación formulada en este proyecto está orientada a la enseñanza de Sistemas de Control en ámbitos académicos. El mismo expone un conjunto de herramientas del internet de las cosas (IoT), donde sus dispositivos de hardware constituyen sistemas dinámicos, típicos del área, que posibilitan el diseño de controladores y su posterior validación. En tanto el paquete de software involucrado, diseñado en Python, se compone de una interfaz intuitiva y amigable que facilita la interacción con el hardware, permitiendo su utilización por parte de usuarios ajenos al ámbito de los sistemas embebidos.
Desarrollo de un dispositivo CANSAT para fomentar el acceso a las tecnologías espaciales
(2019-04-26) Anchino, Leonardo Agustín; Torti, Andrés; Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel; Peretti, Gastón Carlos; Podadera, Rodolfo David
En nuestro país, la enseñanza y el acceso a las tecnologías espaciales no está contemplado en los contenidos curriculares de las instituciones educativas de nivel medio. En consecuencia, el acercamiento de los estudiantes a las mismas y su aplicación a través de actividades formativas, es generalmente dificultoso. Esto se debe principalmente a la gran cantidad de conceptos, aprendizajes y equipamiento, que estos sistemas conllevan. Es por ello, que el presente proyecto aborda la investigación y el desarrollo de dispositivos CANSAT para la implementación de una plataforma educativa lista para usar, permitiendo que las instituciones, cualesquiera sea su orientación, se introduzcan progresivamente en la enseñanza de las tecnologías espaciales, sin necesidad de adoptar todos los conocimientos técnicos que esto implica. De esta forma, se posibilita que los estudiantes se enriquezcan con la experiencia obtenida a partir del uso de la misma con un enfoque más general. Promoviendo así, el incentivo y el fortalecimiento de vocaciones científicas.
Desarrollo de una infraestructura de laboratorios para la educación remota
(ACSE – Asociación Civil para la investigación, promoción y desarrollo de Sistemas Embebidos, 2020-11-01) Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel
En los últimos años, especialmente a partir del brote de COVID-19 a inicios de 2020, el acceso remoto a la educación ha demostrado ser una necesidad. En muchos aspectos, se ha evolucionado a un ritmo sin precedentes. No obstante, las experiencias de laboratorio se han visto especialmente perjudicadas debido a la naturaleza presencial de las mismas. Es por ello, que este trabajo describe la construcción de un marco de desarrollo orientado a la creación de experimentos prácticos de forma remota. El mismo, procura ser modular, replicable y escalable. Su aplicación resulta en la creación de diversos laboratorios a partir de componentes de bajo costo y de fácil acceso. Específicamente, con el fin de demostrar las posibilidades de este framework, el presente ensayo muestra una instancia orientada a la enseñanza de sistemas de control.
Detección y control de malezas a través de la evaluación de parámetros normalizados
(2018-10-09) Miretti, Marco; Busano, Facundo Nicolás; Bernardi, Emanuel; Peretti, Gastón Carlos
Este trabajo presenta la mejora de un desarrollo previo, cuyo objetivo era la detección de malezas durante el período de barbecho, para la posterior aplicación selectiva de herbicidas. En este caso, con el mismo fin, se busca optimizar el método de detección basándose en la utilización de parámetros normalizados, tales como el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada. El cálculo de este tipo de índices precisa no solo de la adquisición de luz visible, sino también de bandas infrarrojas. Por tal motivo, se realizaron modificaciones en una cámara de bajo costo que permiten la recepción de las porciones necesarias del espectro electromagnético. Luego de la alteración del hardware se empleó la plataforma de desarrollo Raspberry pi 3 para realizar las tareas de procesamiento de imágenes. Las pruebas en laboratorio arrojan resultados prometedores, ya que no solo se mejoraron los tiempos de procesamiento previos, sino también se disminuyo la detección de falsos positivos.
Diseño e Implementación de antena para recepción satelital en VHF
(X Congreso de Microelectrónica Aplicada (uEA 2019)., 2019-09-25) Dovis, Emmanuel Mario; Ribero, Fernando; Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel
En las ultimas décadas, las imágenes satelitales han sido ampliamente utilizadas para el estudio y predicción de parámetros ambientales. En nuestra región los fenómenos climatológicos tiene incidencia directa sobre las capacidades productivas, y una mejora en la comprensión de sus impactos posibilita al ejecución de estrategias paliativas. Es por ello, que el presente trabajo describe los aspectos técnicos y metodológicos abordados en el diseño, montaje y testeo de una antena, del tipo Yagi- Uda, con el objetivo de recibir las señales satelitales provenientes de satélites de órbita baja. Específicamente, se pretende la recepción de las transmisiones de los satélites meteorológicos de la serie NOAA.
Estación terrena de adquisición de señales de satélites no geoestacionarios
(2018-04-26) Busano, Facundo Nicolás; Miretti, Marco; Dovis, Emmanuel Mario; Bernardi, Emanuel; Pipino, Hugo; Peretti, Gastón Carlos; Felissia, Sergio Francisco
El creciente desarrollo de los nanosatélites ha conducido a empresas privadas y universidades a involucrarse fuertemente en la industria aeroespacial. Pese a que cada operador de nanosatélite suele poseer su propia estación terrena de comunicación y control, la reducida ventana de tiempo disponible para establecer la comunicación, por tratarse de órbitas terrestres bajas, hace necesaria una red global de recolección de datos. Es por ello, que mediante este proyecto se pretende desarrollar un sistema de posicionamiento de múltiples antenas que reciben señales (UHF, VHF y S-Band) provenientes de satélites no geoestacionarios, entre ellos los nanosatélites o CubeSat. Para luego, emplear dichas señales, compuestas de datos de telemetría e imágenes, en el monitoreo de la salud de cultivos, la cuantificación de superficies inundadas y el análisis climático de nuestro entorno. Por último, además de adquirir, procesar y utilizar la información recolectada, el proyecto contempla la colaboración con los operadores ya establecidos en distintas organizaciones a nivel mundial.
Estimación híbrida de posición angular en dispositivos de captura de imágenes aéreas
(2018-09-14) Miretti, Marco; Busano, Facundo Nicolás; Bernardi, Emanuel; Pipino, Hugo; Peretti, Gastón Carlos
El presente trabajo aborda el análisis, implementación y comparación de resultados de dos técnicas frecuentemente empleadas en la fusión de sensores. Éstas son: filtro de Kalman y filtro complementario. Además, se trata la adecuación de la información brindada por los sensores involucrados. Dichas técnicas se utilizan para lograr una estimación óptima de los estados del sistema. Para luego, en base a posición angular estimada, desarrollar un sistema de estabilización de un dispositivo de captura de imágenes aéreas que nos permita la evaluación cuantitativa de superficies sembradas, inundadas o sin explotar.
Estrategia de divulgación y enseñanza para fomentar el interés en las tecnologías espaciales
(2019-04-26) Torti, Andrés; Anchino, Leonardo Agustín; Chiappero, Leandro Andrés; Miretti, Marco; Dovis, Emmanuel Mario; Bernardi, Emanuel; Calloni, Juan Carlos; Tomé, Jorge; Berón, Mario Alberto; Podadera, Rodolfo David
Mediante el presente proyecto, se propone analizar el impacto y el efecto multiplicador que proporciona la incorporación de una plataforma tecnológica de vanguardia, como son los dispositivos CANSAT, en el sistema educativo de nivel medio. Dicho de otro modo, la inclusión de las plataformas CANSAT manifiesta el deseo de posicionar a las instituciones, universitaria y de nivel medio, en el punto más avanzado de la tecnología educativa, con el objetivo de despertar e incentivar vocaciones científicas y tecnológicas entre los jóvenes alumnos. Se entiende como plataforma CANSAT a un pequeño satélite, no orbital, con las dimensiones de una lata de gaseosa, como medio diseñado especialmente para permitir a los alumnos de nivel medio insertarse en el mundo de las tecnologías espaciales a través de la programación, la electrónica, el uso de estadísticas, la interpretación de datos, etc.
Herramientas para el procesamiento de imágenes aplicadas a la detección y control de malezas
(Secyt UTN Facultad Regional San Francisco, 2019-10) Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel
En los períodos de barbecho, también llamados de pre-siembra, la limpieza del suelo cumple un rol fundamental. Esto se debe a que la presencia de malezas dificulta el crecimiento adecuado de los cultivos. Para ello, el método de erradicación de malezas más efectivo, y mayormente empleado, es la aplicación de herbicidas. Desafortunadamente, estas prácticas conllevan altos costos y el deterioro del medio ambiente, por lo que reducir su utilización nos permite obtener productos saludables, a menores costos de producción. En base a estas observaciones, y a través del Proyecto de Investigación y Desarrollo (PID-UTN) "Desarrollo de un sistema de visión artificial para la detección en tiempo real de malezas sobre barbecho en cultivos de soja" (EIUTNSF0004075), se planteó el diseño de un sistema de dosificación inteligente de herbicidas. Este es capaz de detectar la presencia de malezas de forma automática, y en línea, para luego realizar una dosificación selectiva de herbicidas. En consecuencia, en lugar de aplicar herbicidas sobre la totalidad de la superficie, se afecta solo al objetivo.
Infraestructura para el desarrollo de laboratorios remotos
(2022-06-15) Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel
El presente trabajo se fundamenta en la enseñanza a través de experiencias remotas. El mismo plantea el desarrollo de una infraestructura de aprendizaje a distancia mediante la construcción de laboratorios remotos de forma versátil, escalable y asequible, al apoyarse en la democratización de la tecnología. Si bien la propuesta es aplicable a un sinnúmero de ramas de la ciencia, con el fin de proveer un prototipo funcional, éste se implementó para la enseñanza de sistemas de control. En consecuencia, éste consiste en la construcción de un sistema dinámico, típico del área. Además, cuenta con una interfaz de programación de aplicación (API) que permite a los estudiantes desarrollar sus propios algoritmos de control, utilizando lenguajes de alto nivel, como son Python y GNU Octave, prescindiendo de competencias afines a los sistemas embebidos y a las redes de comunicación.
Laboratorios Remotos, caso de uso en Sistemas de Control Digital
(AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-12-27) Jaime, Ibrahim; Previotto, Santiago; Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel
La experimentación como herramienta de aprendizaje, es en sí un método sumamente enriquecedor, que al ser complementada con conceptos teóricos posibilita la generación de resultados sobresalientes. Este aspecto es particularmente relevante en áreas de formación ingenieril, donde realizar ensayos prácticos constituye una parte íntegra del estudio. En base a lo previamente mencionado, a través de este trabajo se presenta el resultado de una actividad práctica destinada a estudiantes avanzados de Ingeniería Electrónica, con el fin de ilustrar los aspectos centrales del uso de laboratorios remotos en la cátedra sistemas de control digital. Para la implementación de dicha actividad, se recurre al modelado e identificación de sistemas dinámicos, la síntesis e implementación de controladores discretos, y la evaluación de los mismos. En particular se presentan dos casos de sistemas dinámicos con acceso remoto sobre los cuales se ensayan y evalúan diversas técnicas, las más convenientes para cada aplicación.
Monitoreo de catástrofes naturales a partir de la Obtención y Procesamiento de Imágenes satelitales
(2020-06-19) Olmedo, Paula Beatriz; Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel; Redolfi, Javier; Peretti, Gastón Carlos; Adam, Eduardo J.
En la actualidad, el desarrollo de la industria aeroespacial a la par del desarrollo tecnológico, facilita el acceso a la información brindada por los satélites. En este contexto, el trabajo que a continuación se describe tiene por objetivo captar señales satelitales, especialmente imágenes, con el fin de almacenarlas y procesarlas en tiempo real para obtener modelos que auxilien en el análisis y prevención de emergencias ambientales. Es de destacar que este trabajo forma parte de un proyecto de mayor alcance, cuya primera etapa consistió en la construcción de una estación terrena para la adquisición de las imágenes de interés.
Procesador uUTN8B16COP-SF: capacidades y limitaciones del conjunto de instrucciones
(neu nueva editorial universitaria, 2016-10-28) Argañaras, Gabriel; Miretti, Marco; Depetris, Lorenzo Jesús; Busano, Facundo Nicolás; Ceré, Esteban; Brezzo, Luciano
El proyecto consistió en el diseño de la arquitectura interna de un procesador didáctico que cumpliese con los requisitos de un procesador real, sin periféricos, y la evaluación de su conjunto de instrucciones a través de programas de aplicación de uso común. El mismo fue diseñado por alumnos de la asignatura Técnicas Digitales I año 2015, de la carrera de Ingeniería Electrónica de la Universidad Tecnológica Nacional Facultado Regional San Francisco. Fue denominado uUTN8B16COP-SF. Consta de un repertorio de 16 instrucciones y es una evolución de su antecesor, el uUTN8B4COP, que poseía 4 instrucciones. El grupo de instrucciones se seleccionó de una lista de comandos que permitieran la mayor variedad de acciones. Su desempeño se simuló en el entorno de desarrollo ISIS PROTEUS versión 8.1 a través de la ejecución de diversos programas.
Sistema de estabilización y posicionamiento de dispositivo de captura de imágenes aéreas
(Secyt UTN Facultad Regional San Francisco, 2018-11) Miretti, Marco; Busano, Facundo Nicolás; Bernardi, Emanuel; Peretti, Gastón Carlos
En las últimas décadas, el avance de la tecnología sobre los procesos y técnicas agro-industriales ha fortalecido el crecimiento de esta actividad y contribuido al desarrollo de la explotación óptima de los recursos disponibles. Un requisito básico e indispensable para dichas mejoras es el conocimiento preciso de las características y cualidades del entorno en el que se desarrollan las mismas. Históricamente, la evaluación de superficies sembradas, inundadas o sin explotar, la estimación de rendimientos, necesidades hídricas o tipos de cultivos se llevó a cabo mediante imágenes satelitales. Este tipo de tecnologías involucran un alto costo para la ejecución de sus misiones, y por consiguiente su explotación es de acceso limitado. Recientemente, la evolución de los vehículos aéreos no tripulados (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) nos permite sobrevolar regiones de interés invirtiendo menor cantidad de recursos, y de este modo capturar imágenes para el posterior análisis de las características deseadas. Es por ello, que en el presente trabajo se realiza la estimación de los parámetros necesarios para el control del sistema de estabilización, mediante la fusión de sensores inerciales micro-electro-mecánicos (MicroElectroMechanical Systems, MEMS). Los MEMS de bajo costo, son ideales para la construcción de sistemas de medición móviles, debido a su tamaño, peso y consumo de energía
El uUTN8B16COP-SF: descripción y simulación en VHDL de un procesador elemental
(neu nueva editorial universitaria, 2016-10-28) Argañaras, Gabriel; Miretti, Marco; Depetris, Lorenzo Jesús; Busano, Facundo Nicolás; Ceré, Esteban; Brezzo, Luciano
Presentación de los resultados de funcionamiento del procesador elemental uUTN8B16COP-SF descripto en VHDL. El procesador fue diseñado y simulado en el software ISIS PROTEUS 8.1 por alumnos de la asignatura Técnicas Digitales I, en el marco del trabajo final del año lectivo 2015 [1]. La arquitectura de referencia se sintetizó luego en lenguaje VHDL y se simuló en el entorno de desarrollo ISE 9.2 de XILINX. Este informe detalla el módulo principal VHDL del procesador. Se presentan además los programas de test que se utilizaron para probar los diferentes códigos de operación.
Visión artificial aplicada al control de malezas en tiempo real
(2018-10-12) Miretti, Marco; Bernardi, Emanuel; Pipino, Hugo; Peretti, Gastón Carlos; Costamagna, Marcelo
Hoy en dı́a la aplicación selectiva de agroquı́micos resulta indispensable en la preservación del medio ambiente. Es por ello que mediante el presente trabajo, el cual es parte de un proyecto de mayor envergadura, se pretende la detección de malezas en barbecho a través del procesamiento de imágenes en tiempo real. Para luego, en base a la información recopilada, comandar la dosificación selectiva de herbicidas. Las pruebas en laboratorio arrojaron resultados favorables respecto a la técnica de detección empleada, aunque expusieron la necesidad de mejora en los tiempos de procesamiento.

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