Obtención de dimensiones de la mano mediante el procesamiento digital de imágenes - Martell Moreno, América (Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2017)
Actualmente el Laboratorio de Ergonomía de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez ofrece las condiciones necesarias para que los alumnos puedan realizar actividades de consolidación de aprendizaje al integrar la teoría con la práctica en el área de la ergonomía. Además se da servicio externo a empresas que requieran los servicios de diagnóstico de riesgos laborales y evaluación de estaciones de trabajo. Para esto una de las actividades que se desarrollan es la obtencion de dimensiones antropométricas. En el caso de la obtención de dimensiones de las manos, el laboratorio maneja un sistema manual auxiliado por dispositivos de medición mecánicos. Debido a la exactitud requerida por las mediciones, y la complejidad que representa la amplía gama de formas de manos, se encontró que el tiempo invertido en la medición de cada persona puede ser reducido considerablemente con la ayuda de una aplicación como la desarrollada. Al reducir el tiempo invertido en cada medición también es posible reducir el personal invertido en este proceso. Este proyecto consiste en el desarrollo de una aplicación que permita la obtención de dimensiones de la mano por medio del procesamiento digital de imágenes. A través del tiempo se han realizado distintos trabajos que buscan facilitar la obtención de medidas antropométricas; sin embargo, dichos proyectos suelen ser de alto costo, ya sea en equipo, personal, o tiempo invertido. Este proyecto esta desarrollado para mantener cada uno de estos costos al minimo, sin representar perdidas en la exactiud de las mediciones. Las dimensiones que pueden ser obtenidas con la aplicación fueron tomadas del libro Bodyspace del autor Stephen Pheasant[1]. La herramienta elegida para realizar la aplicación fue Matlab, esta herramienta contiene una amplia variedad de funciones que permiten el desarrollo de la aplicación como lo es el Image processing toolbox, el cual contiene las funciones referentes al procesamiento digital de imágenes, así como el GUIDE (Graphical User Interface Design Editor), el cual contiene los elementos necesarios para desarrollar una interfaz gráfica de usuario que facilite la interacción con los algoritmos desarrollados. El desarrollo de la aplicación se dividió en varias etapas que son resumidas a continuación: Iluminación: Se hicieron pruebas con distintas fuentes de iluminación y fondos hasta llegar a la conclusión de que la iluminación frontal directa generada por un arreglo circular de LEDS sobre un fondo blanco nos brinda los mejores resultados. Adquisición de la imagen: La elección del tipo de cámara ideal podría ser el punto preocupante para la economia de este proyecto, sin embargo se descubrió que la resolución necesaria para la exactitud del proyecto es de solo 640x480 pixeles, lo que permite que la adquisición de la cámara sea sencilla y de bajo costo. Pre-procesamiento: Esta etapa es la que define el método que se usará para llevar a cabo la caracterización, se exploraron dos tipos de pre-procesamiento, de los cuales la extracción de bordes fue la seleccionada ya que debido a las características de la mano, las dimensiones pueden ser obtenidas solo conociendo el contorno de la misma. Caracterización: La aplicación obtiene 11 dimensiones, las cuales son obtenidas a partir de 3 diferentes posiciones de la mano. Es por esto que para cada posición se desarrolló un algoritmo distinto que identifica los puntos necesarios para obtener cada una de las dimensiones. La aplicación desarrollada obtiene un total de 11 dimensiones con un porcentaje de exactitud general del 96% y con porcentajes de exactitud individual que oscilan entre el 94% y el 98%. La aplicación resuelve el problema del tiempo invertido en la medición al encontrar las dimensiones de forma instantánea una vez que la imagen es capturada. En el capítulo 2 se presentan los conceptos mas importantes de este proyecto, ya que por ser para finalidades de antropometría y ergonomía es necesario explicar para que sirve cada una de estas áreas. Además también se explicará lo que es el procesamiento digital de imágenes y la herramienta que se utilizó para el desarrollo de los algoritmos que es Matlab. Dentro del capítulo 3 se explicará la metodología que se utilizó para desarrollar cada uno de los algoritmos para encontrar las medidas. Se hará un análisis sobre la iluminación y estandarización que debe tener la captura de la imagen. Por último en el capítulo 4 se presentan los resultados obtenidos haciendo un análisis de cada una de las medidas que se obtuvieron a través del software y comparandolas con las medidas reales.