Implementación de un sistema basado en visión artificial para la verificación del uso correcto de equipos de protección personal y el monitoreo de acceso a zonas de riesgos en entornos industriales

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Title: Implementación de un sistema basado en visión artificial para la verificación del uso correcto de equipos de protección personal y el monitoreo de acceso a zonas de riesgos en entornos industriales
Authors: Ochoa Barrera, Kevin Rolando
Navarro Chavez, Franklin Israel
Advisor: Ramírez Farfán, Alberto Santiago
Abstract: This thesis presents the development and implementation of a computer vision–based system for the automatic detection of Personal Protective Equipment (PPE) using deep learning techniques. The main objective is to enhance workplace safety by identifying, in real time, the correct use of protective elements such as safety helmets and reflective vests in industrial environments. A dedicated dataset was created and manually labeled to train an object detection model based on the YOLO11s architecture. This model was selected due to its balance between inference speed and detection accuracy, making it suitable for low-resource hardware platforms while maintaining near real-time performance. The training process was conducted using a structured configuration defined in a data.yaml file, including training, validation, and test data splits. Model performance was evaluated using standard metrics such as Precision, Recall, mAP@0.5, and confusion matrix analysis. The results demonstrate high detection capability, with strong precision and recall values, indicating stable convergence and reliable generalization on validation data. The proposed system proves that deep learning–based object detection models can be effectively integrated into cost-efficient safety monitoring solutions, contributing to accident prevention and the reinforcement of occupational safety culture in industrial settings.
Translated abstract: La presente tesis desarrolla e implementa un sistema de visión artificial orientado a la detección automática de Equipos de Protección Personal (EPP) mediante técnicas de aprendizaje profundo, el objetivo principal es contribuir a la mejora de la seguridad laboral a través de un modelo capaz de identificar en tiempo real elementos como casco y chaleco de seguridad en entornos operativos. Para ello, se construyó y etiquetó un dataset específico, el cual fue empleado para entrenar un modelo de detección basado en la arquitectura YOLO11s, seleccionada por su equilibrio entre velocidad de inferencia y precisión, lo que la hace adecuada para entornos con recursos computacionales limitados. El proceso de entrenamiento se realizó bajo una configuración estructurada mediante archivo data.yaml, incluyendo particiones de entrenamiento, validación y prueba. El desempeño del modelo fue evaluado utilizando métricas estándar como precisión, exhaustividad, mAP@0.5 y matriz de confusión, los resultados evidencian una alta capacidad de detección, con valores elevados de precisión y recall, lo que confirma la convergencia estable del modelo y su potencial aplicabilidad en sistemas de monitoreo de seguridad industrial. En conclusión, el sistema propuesto demuestra que la implementación de modelos de detección basados en deep learning puede integrarse eficazmente en soluciones de bajo costo, contribuyendo a la reducción de riesgos laborales y al fortalecimiento de la cultura preventiva en entornos de trabajo.
Keywords: VISIÓN ARTIFICIAL
DETECCIÓN DE OBJETOS
APRENDIZAJE PROFUNDO
YOLO11S
EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP)
SEGURIDAD INDUSTRIAL
Issue Date: 2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32832
Language: spa
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