LaViRIA Laboratorio de Visión, Robótica e Inteligencia Artificial

INVESTIGACIÓN

Visión por Computadora

Los principales desarrollos en visión por computadora del LaViRIA son:

  • El análisis de características visuales como el color y la textura a fin de poder automatizar tareas que utilizan imágenes como la información clave.
  • La clasificación y segmentación de imágenes, en las que la computadora determina de manera automática los elementos componentes de una escena.
  • El reconocimiento de patrones y formas, en donde se buscan modelos visuales de forma autónoma en una imagen.
  • El seguimiento de objetos y el servo-control visual que permiten a las computadoras realizar tareas de visión dinámica a partir de modelos matemáticos y computacionales

Robótica Móvil

Nuestros trabajos en robótica móvil usan como plataforma experimental principal el robot XidooBot. Nuestro objetivo es dotar de inteligencia artificial a este robot a fin de que pueda ejecutar tareas robóticas de alto nivel. Los desarrollos realizados hasta la fecha incluyen:

  • Sistemas de navegación robótica, que consisten en lograr que el robot ejecute tareas de desplazamiento entre dos puntos que pueden ser especificados tanto geométricamente, como a partir de referencias sensoriales o incluso usando referencias topológicas.
  • Tareas de modelado de escenarios, a fin de que el robot genere representaciones útiles para poder completar las tareas que le sean encomendadas.
  • Métodos de navegación reactiva, que permiten al robot evitar obstáculos presentes en su entorno de operación y que impidan la ejecución eficiente de la tarea en curso de ejecución.

Inteligencia Computacional

En LaViRIA, el enfoque principal utilizado para desarrollar sistemas inteligentes se basa en la computación flexible. La computación flexible se entiende como un conjunto de técnicas y métodos (entre los que se encuentran los sistemas difusos, los algoritmos genéticos y las redes neuronales) que pretende resolver problemas de ingeniería, integrando de manera sinérgica las bondades de los métodos en una manera colaborativa más que competitiva.

A lo largo del tiempo, hemos aplicado esta experiencia en sistemas tiempo real para aplicaciones de procesamiento de imágenes, visión por computadora y robótica móvil.

Publicaciones

El quehacer científico de los integrantes del LaViRIA produce artículos de investigación que se publican en diferentes conferencias nacionales e internacionales así como en revistas arbitradas e indizadas.

El registro histórico de la producción científica en que ha participado el personal del laboratorio, incluye 28 Artículos en revista indizada, 29 Artículos en revista arbitrada y 74 Artículos en memorias en extenso. Además, se han presentado trabajos de divulgación en foros diversos.

  • Lopez-Alanis, A., Lizarraga-Morales, R. A., Contreras-Cruz, M. A., Ayala-Ramirez, V., Sanchez-Yanez, R. E., & Trujillo-Romero, F. (2020). Rule-based aggregation driven by similar images for visual
    saliency detection. Applied Intelligence, 1-18.
  • Ramirez-Paredes, J. P., & Hernandez-Belmonte, U. H. (2020). Visual quality assessment of malting barley using color, shape and texture descriptors. Computers and Electronics in Agriculture, 168,
    105110.
  • Ramirez-Paredes, J. P., & Hernandez-Belmonte, U. H. (2019). Visual quality assessment of malting barley using color, shape and texture descriptors. Computers and Electronics in Agriculture, 105110. Contreras-Cruz, M. A., Martinez-Rodriguez, D. E., Hernandez-Belmonte, U. H., & Ayala-Ramirez, V. (2019). A genetic programming framework in the automatic design of combination models for salient object detection. Genetic Programming and Evolvable Machines, 1-41.
  • Contreras-Cruz, M. A., Ramirez-Paredes, J. P., Hernandez-Belmonte, U. H., & Ayala-Ramirez, V. (2019). Vision-Based Novelty Detection Using Deep Features and Evolved Novelty Filters for Specific Robotic Exploration and Inspection Tasks. Sensors, 19(13), 2965.
  • Martinez, E., Laguna, G., Murrieta-Cid, R., Becerra, H. M., Lopez-Padilla, R., & LaValle, S. M.(2019). A motion strategy for exploration driven by an automaton activating feedback-based
    controllers. Autonomous Robots, 1-25.
  • Lopez-Alanis, A., Lizarraga-Morales, R. A., Sanchez-Yanez, R. E., Martinez-Rodriguez, D. E., & Contreras-Cruz, M. A. (2019). Visual Saliency Detection Using a Rule-Based Aggregation Approach.Applied Sciences, 9(10), 2015. 
  • Lizárraga Morales, R., Correa Tomé, F., Sánchez Yañez, R., & Cepeda Negrete, J. (2019). On the use of binary features in a rule-based approach for defect detection on patterned textiles. IEEE Access, 7 (1), 18042-18049. doi
  • Jin, J., Ramírez Paredes, J., Wee, S., Lee, D., Kim, Y., & Gans, N. (2018). A switched-system approach to formation control and heading consensus for multi-robot systems. Intelligent Service Robotics, 1 (18).
  • Ramírez Paredes, J.P., Doucette, E. A., Curtis, J. W., & Ayala Ramírez, V. (2018). Sensor Compromise Detection in Multiple-Target Tracking Systems. Sensors, 18 (2), 638. doi
  • Cepeda Negrete, J., Sánchez Yañez, R., Correa Tomé, F., & Lizárraga Morales, R. (2017). Dark image enhancement using perceptual color transfer. IEEE Access, 6 (1), 14935-14945. doi
  • Jiménez Arredondo, V.H., Cepeda Negrete, J., & Sánchez Yañez, R. (2017). Multilevel color transfer on images for providing an artistic sight of the world. IEEE Access, 5, 15390-15399. doi
  • Lizárraga Morales, R., Sánchez Yañez, R., & Baeza Serrato, R. (2016). Defect detection on patterned fabrics using texture periodicity and the coordinated clusters representation. Textile Research Journal, 87 (15), 1869-1882. doi
  • Correa-Tome, F. E., & Sanchez-Yanez, R. E. (2016). Fast similarity metric for real-time template-matching applications. Journal of Real-Time Image Processing, 12 (1), 145-153 (available online july 02, 2013). doi
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  • Arriaga-Garcia, E. F., Sanchez-Yanez, R. E., Ruiz-Pinales, J., & Garcia-Hernandez, M. G. (2015). Adaptative sigmoid function bihistogram equalization for image contrast enhancement. Journal of Electronic Imaging, 24 (5). doi
  • Contreras-Cruz, M., Ayala-Ramirez, V., & Hernandez-Belmonte, U. (2015). Mobile robot path planning using artificial bee colony and evolutionary programming. Applied Soft Computing, 30, 319-328. doi
  • Cepeda-Negrete, J., & Sanchez-Yanez, R. E. (2015). Automatic selection of color constancy algorithms for dark image enhancement by fuzzy rule-based reasoning. Applied Soft Computing, 28, 1-10. doi
  • Correa-Tome, F. E., & Sanchez-Yanez, R. E. (2015). Integral split-and-merge methodology for real-time image segmentation. Journal of Electronic Imaging, 24 (1). doi
  • Lizarraga-Morales, R. A., Guo, Y., Zhao, G., Pietikainen, M., & Sanchez-Yanez, R. E. (2014). Local spatiotemporal features for dynamic texture synthesis. EURASIP Journal of Image and Video Processing, 17. doi
  • Lizarraga-Morales, R., Sanchez-Yanez, R., Ayala-Ramirez, V., & Correa-Tome, F. (2014). Integration of color and texture cues in a rough set–based segmentation method. Journal of electronic Imaging, 23 (2). doi
  • Lizarraga-Morales, R. A., Sanchez-Yanez, R. E., Ayala-Ramirez, V., & Patlan-Rosales, J. A. (2014). Improving a rough set theory-based segmentation approach using adaptable threshold selection and perceptual color spaces. Journal of electronic Imaging, 23 (1). doi
  • Lizarraga-Morales, R. A., Sanchez-Yanez, R. E., & Ayala-Ramirez, V. (2013). Fast texel size estimation in visual texture using homogeneity cues. Pattern Recognition Letters, 34 (4), 4414-422. doi
  • Correa-Tome, F. E., Sanchez-Yanez, R. E., & Ayala-Ramirez, V. (2012). Measuring empirical discrepancy in image segmentation results. IET Computer Vision, 6 (3), 224-230. doi
  • Ramirez-Paredes, J. P., Sanchez-Yanez, R. E., & Ayala-Ramirez, V. (2012). A fuzzy inference approach to template-based visual tracking. Machine Vision and Applications, 23 (3), 427-439. doi
  • Gallegos-Muñoz, A., Ayala Ramírez, V., Alfaro-Ayala, J.A., & Toledo-Acosta, B.M. (2011). Optimization of the transition piece applying genetic algorithms. Applied Thermal Engineering, 31, 3214-3225. doi
  • Correa-Tome, F. E., Sanchez-Yanez, R., & Ayala-Ramirez, V. (2011). Comparison of perceptual color spaces for natural image segmentation tasks. Optical Engineering, 50. doi
  • Perez-Garcia, A., Ayala-Ramirez, V., Sanchez-Yanez, R. E., & Avina-Cervantes, J. G. (2006). Monte Carlo evaluation of the Haussdorf distance for shape matching. Lecture Notes in Computer Science, 4225, 686-695. doi
  • Ayala-Ramirez, V., Garcia-Capulin, C. H., Perez-Garcia, A., & Sanchez-Yanez, R. E. (2006). Circle detection on images using genetic algorithms. Pattern Recognition Letters, 27 (6), 652-657. doi
  • Almanza-Ojeda, D. L., Ayala-Ramirez, V., Sanchez-Yanez, R. E., & Avina-Cervantes, J. G. (2005). Performance evaluation of a segmentation algorithm for synthetic texture images. Lecture Notes in Computer Science, 3789, 379-385. doi
  • Marin-Hernandez, A., Ayala-Ramirez, V., & Devy, M. (2005). Visual planning for autonomous mobile robot navigation. Lecture Notes on Artificial Intelligence, 3789, 1001-1011. doi
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  • Trujillo-Romero, F., Ayala-Ramirez, V., Devy, M., & Marin-Hernandez, A. (2004). Active object recognition using mutual information. Lecture Notes on Artificial Intelligence, 2972, 672-678. doi
  • Sanchez-Yanez, R. E., Kurmysev, E.V., & Fernandez, A. (2003). One-class texture classifier in the CCR feature space. Pattern Recognition Letters, 24 (9), 1503-1511. doi
  • Sanchez Yanez, R. E., Kurmysev, E. V., & Cuevas, F. J. (2003). A framework for texture classification using the coordinated clusters representation. Pattern Recognition Letters, 24 (1), 21-31. doi
  • Fathian, K., Ramírez Paredes, J., Doucette, E. A., Curtis, J. W., & Gans, N. R. (2018). QuEst: A Quaternion-Based Approach for Camera Motion Estimation From Minimal Feature Points. IEEE Robotics and Automation Letters, 3 (2), 857-864. doi
  • Martínez Rodríguez, D., Ayala Ramírez, V., & Hernández Belmonte, U. (2016). Saliency Detection Based on Heuristic Rules. Lecture Notes in Computer Science (LNCS), 9703, 94-103. doi
  • Navarro Ávila, J., Cepeda-Negrete, J., & Sánchez Yañez, R. (2016). Toward the Labeled Segmentation of Natural Images Using Rough-Set Rules. Lecture Notes in Computer Science, 9703, 74-83. doi
  • Hernández Belmonte, U., & Ayala Ramírez, V. (2016). Feature Selection Using Genetic Algorithms for Hand Posture Recognition. Lecture Notes in Computer Science (LNCS), 9703, 208-218. doi
  • López Pérez, J., Ayala Ramírez, V., & Hernández Belmonte, U. (2016). Dynamic Object Detection and Representation for Mobile Robot Application. Lecture Notes in Computer Science (LNCS), 9703, 84-93. doi
  • Contreras-Cruz, M. A., Ayala-Ramirez, V., & Alvarado-Velazco, P. B. (2014). On the Use of Evolutionary Programming for Combinational Logic Circuits Design. Lectures Notes in Computer Science, 8827, 191-198. doi
  • Cepeda-Negrete, J., & Sanchez-Yanez, R. E. (2013). Gray-World Assumption on Perceptual Color Spaces. Lecture Notes in Computer Science, 8333, 493-504. doi
  • Hernandez-Belmonte, U. H., Ayala-Ramirez, V., & Sanchez-Yanez, R. E. (2013). Enhancing CCL Algorithms by Using a Reduced Connectivity Mask. Lecture Notes in Computer Science, 7914, 493-504. doi
  • Alvarado-Velazco, P. B., Ayala-Ramirez, V., & Sanchez-Yanez, R. E. (2012). Polygonal approximation of digital curves using evolutionary programming. Acta Universitaria, 22, 15-20. doi
  • Montecillo-Puente, F.J., & Ayala-Ramirez, V. (2012). Object Tracking Based on Fuzzy Color Blobs. Acta Universitaria, 22, 27-34. doi
  • Cepeda-Negrete, J., & Sanchez-Yanez, R. E. (2012). Experiments on the White Patch Retinex in RGB and CIELAB color spaces. Acta Universitaria, 22, 21-26. doi
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  • Arriaga-Garcia, E. F., Sanchez-Yanez, R. E., & Garcia-Hernandez, M. G. (2014). Image enhancement using Bi-Histogram Equalization with adaptive sigmoid functions. Electronics, Communications and Computers (CONIELECOMP), 2014 International Conference on, 28-34. doi
  • Gutierrez-Preciado, A., Gonzalez-Palacios, M. A., Aguilera-Cortes, L. A., & Sanchez-Yanez, R. E. (2013). Simulation and Implementation of a Trajectory Planning Algorithm on a Cartesian Positioner. International Conference on Mechatronics, Electronics and Automotive Engineering (ICMEAE) 2013, 9-14. doi
  • Cepeda-Negrete, J., & Sanchez-Yanez, R. E. (2012). Combining Color Constancy and Gamma Correction for Image Enhancement. Electronics, Robotics and Automotive Mechanics Conference (CERMA), 2012 IEEE Ninth, 25 – 30. doi
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  • Hernandez-Belmonte, U.H., Ayala-Ramirez, V., & Sanchez-Yanez, R.E. (2011). Pushing Boxes in a Mobile Robot Simulator. Robotics Summer Meeting (ROSSUM) 2011.
  • Montecillo Puente, F. J., Ayala-Ramirez, V., & Cruz-Marquez-Aguilar, J. (2011). A Dynamic Simulator for Humanoid Robots. Robotics Summer Meeting (ROSSUM) 2011.
  • Ayala-Ramirez, V., Mota-Gutierrez, S.A., & Sanchez-Yanez, R.E. (2011). A Hand Gesture Recognition System Based on Geometric Features and Color Information for Human Computer Interaction Tasks. Robotics Summer Meeting (ROSSUM) 2011.
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  • Hernandez-Belmonte, U. H., Ayala-Ramirez, V., & Sanchez-Yanez, R. E. (2008). Una alternativa para el etiquetado de componentes conectadas usando vecindades. Memorias V Taller de Procesamiento de Imágenes, CIMAT, A.C..
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  • Trujillo Romero, F., Ayala Ramírez, V., Sánchez Yañez, R., & Ibarra Manzano, O. (2004). A virtual active camera for scene modelling in robotic tasks.  IEEE Int. Conf. Systems, Man & Cybernetics (SMC 2004), 6308-6312.
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  • Patlán Rosales, J. A., & Sánchez Yañez, R. E. (2011). Integración de un Sistema de Video Vigilancia Básico. Memoria de 17º Verano de la Investigación Científica UG para Alumnos, 1537-1546.
  • Sánchez Yañez, R. E. (2010). Análisis de Imágenes: aspectos Teóricos y Humanos.  Congreso de Egresados del CIO, Centro de Investigaciones en Óptica, A.C..
  • Elizarrarás Montenegro, S., & Sánchez Yañez, R. E. (2009). Partición de espacios de color usando diagramas de Voronoi y su aplicación para la segmentación de i. 15 Verano de la Investigación Científica de la Universidad de Guanajuato.
  • Hernandez-Gomez, G., & Sanchez-Yanez, R. E. (2009). El color como propiedad fundamental para la segmentación de imágenes naturales. Premio A&T del 7mo. Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica “Automatización y Tecnología 5”.
  • Ayala-Ramirez, V. (2008). Percepción Robótica. Rapsoda(31), 6-7.
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  • Lizárraga Morales, R. A., & Sánchez Yañez, R. E. (2008). Sistema para la detección del tamaño del texel en texturas visuales regulares usando cálculos de ent. 6 Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica “Automatización y Tecnología 4”.
  • Sánchez Yañez, R. E. (2007). 3er. Foro de Investigación y Vinculación de la Universidad de Guanajuato. Universidad de Guanajuato.
  • Ayala Ramírez, V., & Sánchez Yañez, R. E. (2007). Mecatrónica y Biomecánica, Primer Foro de Biomecánica. CIATEC.
  • López Conejo, L. S., & Sánchez Yañez, R. E. (2006). Segmentación de imágenes naturales usando el espacio de color CIELab. III Encuentro Participación de la Mujer en la Ciencia, organizado por el CIO, A.C..

Libros

  • Kurmyshev, E.V., & Sánchez Yañez, R. (2003). Fundamentos de Métodos Matemáticos para Física e Ingeniería. Grupo Noriega Editores – LIMUSA. Pp.302.

Capítulos

  • Ayala Ramírez, V., Sánchez Yañez, R., López Padilla, R., & Gasca Martínez, J. (2010). An Artificial Protection Field Approach For Reactive Obstacle Avoidance in Mobile Robots. Mobile Robots Navigation(355-366). Barrera A.
  • Ayala Ramírez, V., & López Padilla, R. (2008). Reactive Obstacle Avoidance Using Artificial Protection Field. Artificial Intelligence for Humans: Service Robots and Social Modeling(63-70). Sidorov G.
  • Ayala Ramírez, V., Sánchez Yañez, R., Mota Gutiérrez, S., & Gasca Martínez, J. (2008). Parametric Circle Approximation Using Genetic Algorithms. Pattern Recognition Techniques, Technology and Applications(463-478). Yin P.Y.
  • Ayala Ramírez, V., Sánchez Yañez, R., Montecillo Puente, F., & García Capulín, C. (2007). Soft Computing Applications in Robotic Vision Systems. Scene Reconstruction, Pose Estimation and Tracking(65-90). R. Stolkin.
  • Aviña, G., Ledesma, S., & Sánchez, R. (2008). Partial cosiderations for simulated annealing implemation. Simulated Annealing(402-420). I-Tech Education and Publishing.
  • Alfaro-Ayala, J.A., Gallegos-Muñoz, A., & Ayala-Ramirez, V. (2012). Geometrical Optimization in Gas Turbines Applying Computational Fluid Dynamics and Genetic Algorithms. Handball of Genetic Algorithms New Research(213-227). Nova Science Publishers.
  • La organización de la 6th Summer School on Image and Robotics en 2006. Esta escuela es una de las principales reuniones de entrenamiento académica en imágenes y robótica. En ella, tuvimos la participación de 20 instructores provenientes de Japón, Francia y México y 60 estudiantes de Italia, Grecia, Francia, Holanda y México.
  • El equipamiento de un laboratorio de robótica móvil, que nos permitió integrar XidooBot, un robot móvil todo- terreno del tipo Pioneer 3AT a nuestros recursos como laboratorio. En este proyecto, se han desarrollado las herramientas de computación necesarias para integrar el robot en otras investigaciones.
  • El desarrollo de herramientas mecatrónicas para la implementación de entornos virtuales, en el que se han trabajado diferentes funcionalidades basadas en visión e inteligencia artificial para realidad virtual.
  • Están actualmente en curso de desarrollo más proyectos, entre los cuales destaca la utilización de realidad virtual para el entrenamiento de personal de alta especialización.
  • Funcionalidades visuales para la navegación topológica de robots móviles, Universidad de Guanajuato (Finalizado en 03/2006). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Equipamiento de un Laboratorio de Robótica Móvil, Fondos Mixtos Concyteg-Conacyt (finalizado en 03/2006). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Herramientas mecatrónicas para la implementación de entornos virtuales, proyecto de Fondos Mixtos Conacyt- Concyteg (Duración: Septiembre 2006-Marzo 2009). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Sistema de realidad virtual para el adiestramiento en maniobras estratégicas, guías de mantenimiento y diagnóstico energético operativo de las plantas termoeléctricas de la CFE, proyecto Comisión Federal de Electricidad – Universidad de Guanajuato. Responsable del proyecto: A. Zaleta Aguilar.
  • Concepción de funciones de percepción y planificación para la navegación topológica de un Robot Móvil en ambiente semi-estructurado interior o natural, Proyecto LAFMI (México- Francia) (Finalizado en 01/2005). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Proyecto de Instalación Conacyt I-39328-A, Finalizado en 09/2009. Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Modelado difuso para la segmentación de imágenes y el reconocimiento de elementos de escenas naturales, Proyecto UG- DINPO Programa Institucional de Fomento a la Investigación (PIFI 2005). (Duración: Enero 2006 – Diciembre 2006). Responsable del proyecto: R.E. Sánchez Yáñez.
  • Organización de la 6a. Escuela de Verano en Imágenes y Robótica (6th Summer School on Image and Robotics) SSIR’2005, Proyecto de Cooperación Internacional del Laboratorio Franco- Mexicano de Informática (LAFMI) (Duración: Julio del 2005). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • 6ª. Escuela de Verano en Imágenes y Robótica (Summer School on Images and Robotics ’05) SSIR’05, Proyecto CONCYTEG. Responsable del proyecto: R.E. Sánchez Yáñez.
  • Funcionalidades Visuales para la Navegación Topológica de Robots Móviles, Proyecto UG- DINPO Programa Institucional de Fomento a la Investigación (PIFI 2004), (Duración: Enero 2005 – Diciembre 2005). Responsable del proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Equipamiento de un Laboratorio de Robótica Móvil, Proyecto Fondo Mixto de Fomento a la Investigación Científica y Tecnológica CONACYT-GOBIERNO DEL ESTADO DE GUANAJUATO (FONINV) GTO-2003- C02- 11761, (Duración: Abril 2004 – Julio 2005). Responsable del proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Navegación Topológica de Robots Usando Análisis Difuso de Textura, Proyecto de Fomento a la Generación y Aplicación del Conocimiento PROMEP- Apoyo a la Incorporación de Nuevos Profesores de Tiempo Completo, (Duración: Diciembre 2003 – Noviembre 2005). Responsable del proyecto: R.E. Sánchez Yáñez.
  • Clasificación de Textura en Ambientes Naturales, Proyecto UG- DINPO Programa Institucional de Fomento a la Investigación (PIFI 2003), (Duración: Junio 2003 – Agosto 2004). Responsable del proyecto: R.E. Sánchez Yáñez.
  • Desarrollo de un plan de mecatrónica para el Estado de Guanajuato, Proyecto Concyteg (Duración: Diciembre 2002 a Marzo 2004). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Concepción de funciones de percepción y planificación para la navegación topológica de un robot móvil en ambiente semi- estructurado interior o natural, Proyecto de Cooperación Internacional del Laboratorio Franco-Mexicano de Informática (LAFMI) (Duración: Octubre 2002 a Junio 2005). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.
  • Control activo de funciones perceptuales para robótica móvil, Proyecto de instalación Joven Investigador Conacyt (Duración: Diciembre 2001 a Septiembre 2003). Responsable del Proyecto: V. Ayala Ramírez.