Image processing for safety assessment in Civil Engineering

Behaviour analysis of construction safety systems is of fundamental importance to avoid accidental injuries. Traditionally, measurements of dynamic actions in Civil Engineering have been done through accelerometers, but high-speed cameras and image processing techniques can play an important role in this area. Here, we propose using morphological image filtering and Hough transform on high-speed video sequence as tools for dynamic measurements on that field. The presented method is applied to obtain the trajectory and acceleration of a cylindrical ballast falling from a building and trapped by a thread net. Results show that safety recommendations given in construction codes can be potentially dangerous for workers.

Experimento para medida vibraciones

Grabaciones mediante cámara y micrófono de un altavoz emitiendo un sonido formado por 2 funciones sinusoidales de frecuencias 317 Hz y 412 Hz.

Vídeo experimento vibrometría de diapasón

Vídeo del experimento realizado para medir la frecuencia de vibración de un diapasón.

Vibration frequency measurement using a local multithreshold technique

In this paper, we demonstrate the use of a video camera for measuring the frequency of small-amplitude vibration movements. The method is based on image acquisition and multilevel thresholding and it only requires a video camera with high enough acquisition rate, not being necessary the use of targets or auxiliary laser beams. Our proposal is accurate and robust. We demonstrate the technique with a pocket camera recording low-resolution videos with AVI-JPEG compression and measuring different objects that vibrate in parallel or perpendicular direction to the optical sensor. Despite the low resolution and the noise, we are able to measure the main vibration modes of a tuning fork, a loudspeaker and a bridge. Results are successfully compared with design parameters and measurements with alternative devices.

Importancia de la caracterización de la masa de raíces en la simulación de ecosistemas forestales

Los análisis de sensibilidad son una herramienta importante para comprender el funcionamiento de los modelos ecológicos, así como para identificar los parámetros más importantes en su funcionamiento. Además, los análisis de sensibilidad pueden utilizarse para diseñar de forma más efectiva planes de muestreo de campo dirigidos a calibrar los modelos ecológicos. En los estudios de ecosistemas forestales, el análisis cuantitativo de la parte subterránea es mucho más costoso y complicado que el estudio de la parte aérea, en especial el estudio de la dinámica de producción y descomposición de raíces gruesas y finas de los árboles. En este trabajo se muestra un ejemplo de análisis de sensibilidad del modelo forestal FORECAST a parámetros que definen la biomasa, longevidad y concentración de nitrógeno en las raíces de los árboles. El modelo se calibró para simular dos rodales de pino silvestre (Pinus sylvestris) en los Pirineos de Navarra. Los resultados indican que la tasa de renovación de raíces finas es el parámetro más influyente en las estimaciones del modelo de crecimiento de los árboles, seguida de la concentración de N en las mismas, siendo la relación biomasa subterránea/total el parámetro al cual el modelo es menos sensible. Además, el modelo es más sensible a los parámetros que definen el componente subterráneo de la biomasa arbórea cuando simula un sitio de menor capacidad productiva y mayor limitación por nutrientes.

Measurement of wide frequency range structural microvibrations with a pocket digital camera and sub-pixel techniques

Analysis of vibrations and displacements is a hot topic in structural engineering. Although there is a wide variety of methods for vibration analysis, direct measurement of displacements in the mid and high frequency range is not well solved and accurate devices tend to be very expensive. Low-cost systems can be achieved by applying adequate image processing algorithms. In this paper, we propose the use of a commercial pocket digital camera, which is able to register more than 420 frames per second (fps) at low resolution, for accurate measuring of small vibrations and displacements. The method is based on tracking elliptical targets with sub-pixel accuracy. Our proposal is demonstrated at a 10 m distance with a spatial resolution of 0.15 mm. A practical application over a simple structure is given, and the main parameters of an attenuated movement of a steel column after an impulsive impact are determined with a spatial accuracy of 4 µm.

Simulación de la propagación del malware: modelos continuos vs. modelos discretos

La gran mayoría de modelos matemáticos propuestos hasta la fecha para simular la propagación del malware están basados en el uso de ecuaciones diferenciales. Dichos modelos son analizados de manera crítica en este trabajo, determinando las principales deficiencias que presentan y planteando distintas alternativas para su subsanación. En este sentido, se estudia el uso de los autómatas celulares como nuevo paradigma en el que basar los modelos epidemiológicos, proponiendo una alternativa explícita basada en ellos a un reciente modelo continuo.

Seguimiento del Grado en Óptica y Optometría

En el marco del proyecto de Redes de Investigación en Docencia Universitaria 2013-14 de la Universidad de Alicante se creó una red de trabajo formada por los profesores coordinadores de semestre del Grado en Óptica y Optometría y dos alumnos. Dado que durante el curso académico 2013-14 ha tenido lugar la implantación del último curso del Grado en Óptica y Optometría, el objetivo principal de esta red ha sido la realización de un análisis de la implantación del título así como el estudio del diseño y desarrollo del Trabajo Fin de Grado y del programa de Prácticas Externas. Para ello se han recogido las sugerencias y propuestas realizadas a través de las comisiones de semestres, de la comisión de garantía de calidad y de reuniones con el alumnado, con el fin de optimizar el funcionamiento del título, tanto en la distribución de contenidos, como en las metodologías docentes y de evaluación de las distintas materias que componen el plan de estudios.

Coordinación docente de cuarto curso de Grado en Óptica y Optometría

En el marco del proyecto de Redes de Investigación en Docencia Universitaria 2012-13 de la Universidad de Alicante se creó una red de trabajo formada por los profesores encargados de la docencia del cuarto curso de Grado en Óptica y Optometría. La experiencia adquirida durante la implementación de los tres primeros cursos de dicho Grado ha puesto de manifiesto la necesidad de que exista un trabajo previo de desarrollo de contenidos y de organización temporal. El objetivo principal de esta red ha sido la coordinación entre los profesores de las diferentes asignaturas para evitar repeticiones y asegurar la consecución de las competencias previstas, así como una buena distribución de la carga docente y de las pruebas de evaluación. Para ello, se debatieron las propuestas de las diferentes asignaturas y se estableció un cronograma global del curso ubicando todas las actividades docentes que contribuyen con un peso determinado a la calificación final. Con este cronograma se pudo visualizar la carga de trabajo del alumno semanalmente, así como debatir las dificultades a las que se enfrenta para superar las diversas pruebas de evaluación continua en una determinada asignatura y cómo éstas afectan al rendimiento del resto de asignaturas.

Coordinación docente del cuarto curso del Grado de Óptica y Optometría y el Máster en Optometría Clínica y Visión

El Máster en Optometría Clínica y Visión comenzó a impartirse en la Universidad de Alicante en el curso 2010-2011. Durante estos tres años los alumnos que han accedido a él, han sido, en su mayoría, Diplomados en Óptica y Optometría. Actualmente se está impartiendo el Grado de Óptica y Optometría, por lo que a partir del curso 2013-2014 los alumnos que accedan al Máster serán mayoritariamente graduados. Teniendo en cuenta que en el Grado de Óptica y Optometría se han añadido asignaturas (respecto a la Diplomatura), que incluyen temas coincidentes con asignaturas del Máster, es necesario modificar y reorientar algunas de las guías docentes de las asignaturas del Máster. En este sentido el objetivo principal de esta red ha sido la coordinación entre los profesores de las diferentes asignaturas para actualizar y/o reorientar las guías docentes de las asignaturas del Máster en Optometría Clínica y Visión, evitando solapamientos con las asignaturas de 4º curso del Grado de Óptica y Optometría.

Three-dimensional planar object tracking with sub-pixel accuracy

Subpixel techniques are commonly used to increase the spatial resolution in tracking tasks. Object tracking with targets of known shape permits obtaining information about object position and orientation in the three-dimensional space. A proper selection of the target shape allows us to determine its position inside a plane and its angular and azimuthal orientation under certain limits. Our proposal is demonstrated both numerical and experimentally and provides an increase the accuracy of more than one order of magnitude compared to the nominal resolution of the sensor. The experiment has been performed with a high-speed camera, which simultaneously provides high spatial and temporal resolution, so it may be interesting for some applications where this kind of targets can be attached, such as vibration monitoring and structural analysis.

Method for targetless tracking subpixel in-plane movements

We present a targetless motion tracking method for detecting planar movements with subpixel accuracy. This method is based on the computation and tracking of the intersection of two nonparallel straight-line segments in the image of a moving object in a scene. The method is simple and easy to implement because no complex structures have to be detected. It has been tested and validated using a lab experiment consisting of a vibrating object that was recorded with a high-speed camera working at 1000 fps. We managed to track displacements with an accuracy of hundredths of pixel or even of thousandths of pixel in the case of tracking harmonic vibrations. The method is widely applicable because it can be used for distance measuring amplitude and frequency of vibrations with a vision system.

Análisis transversal de los contenidos docentes del área de hidráulica en el grado de ingeniería civil

La adecuación de los contenidos propuestos a ANECA para el grado de ingeniería civil ha sido un reto logrado por el profesorado gracias a los conocimientos y a la experiencia adquirida en titulaciones que ahora son a extinguir (Ingeniería técnica de Obras públicas e Ingeniería de Caminos). A lo largo de estos inicios del grado, se han ampliado los contenidos impartidos en laboratorio con la adquisición de varios equipos y se ha profundizado en la utilización de las herramientas de simulación hidráulica más empleados en la actualidad tanto desde la óptica urbana como la fluvial. Por todo ello, el equipo docente se ha centrado en el desarrollo y detalle de nuevos contenidos y enfoques aportados por los primeros alumnos que han cursado la especialidad de hidráulica en el grado de ingeniería civil. Y es que se pretende recabar información de los egresados (así como del resto de profesorado y colaboradores del área) como principal fuente de información para la adecuación de los contenidos teóricos y prácticos impartidos en el área. Asimismo, se pueden incorporar parte de estos contenidos a las nuevas asignaturas del máster en Ingeniería de Caminos cuya impartición comienza el próximo curso 2015/2016.

Medida y mapeado de vibraciones con cámaras fotográficas de bolsillo

Contribución oral al Simposio de Ciencias de la Imagen de la XI Reunión Nacional de Óptica