A review of sensor fusion techniques for underwater vehicle navigation

This work provides a general description of the multi sensor data fusion concept, along with a new classification of currently used sensor fusion techniques for unmanned underwater vehicles (UUV). Unlike previous proposals that focus the classification on the sensors involved in the fusion, we propose a synthetic approach that is focused on the techniques involved in the fusion and their applications in UUV navigation. We believe that our approach is better oriented towards the development of sensor fusion systems, since a sensor fusion architecture should be first of all focused on its goals and then on the fused sensors

ICTINEUAUV wins the First SAUC-E competition

A pioneer team of students of the University of Girona decided to design and develop an autonomous underwater vehicle (AUV) called ICTINEU-AUV to face the Student Autonomous Underwater Challenge-Europe (SAUC-E). The prototype has evolved from the initial computer aided design (CAD) model to become an operative AUV in the short period of seven months. The open frame and modular design principles together with the compatibility with other robots previously developed at the lab have provided the main design philosophy. Hence, at the robot's core, two networked computers give access to a wide set of sensors and actuators. The Gentoo/Linux distribution was chosen as the onboard operating system. A software architecture based on a set of distributed objects with soft real time capabilities was developed and a hybrid control architecture including mission control, a behavioural layer and a robust map-based localization algorithm made ICTINEU-AUV the winning entry

On AUV control architecture

This paper surveys control architectures proposed in the literature and describes a control architecture that is being developed for a semi-autonomous underwater vehicle for intervention missions (SAUVIM) at the University of Hawaii. Conceived as hybrid, this architecture has been organized in three layers: planning, control and execution. The mission is planned with a sequence of subgoals. Each subgoal has a related task supervisor responsible for arranging a set of pre-programmed task modules in order to achieve the subgoal. Task modules are the key concept of the architecture. They are the main building blocks and can be dynamically re-arranged by the task supervisor. In our architecture, deliberation takes place at the planning layer while reaction is dealt through the parallel execution of the task modules. Hence, the system presents both a hierarchical and an heterarchical decomposition, being able to show a predictable response while keeping rapid reactivity to the dynamic environment

Estudi del model dinàmic d’un robot submarí d’intervenció (IAUV) composat per un vehicle i un braç manipulador

Fins a la data d’avui, el grup VICOROB de la Universitat de Girona ha desenvolupat diversos vehicles autònoms (GARBÍ, URIS i ICTINEU). El projecte que comença aquest any té com objectiu desenvolupar un nou vehicle submarí autònom amb capacitat d’intervenció (I-AUV) gràcies a un braç manipulador. Aquest projecte final de carrera té com objectiu desenvolupar en entorn MATLAB un simulador d’un I-AUV, format per un AUV i un braç manipulador de n graus de llibertat per tal d’avaluar les reaccions dels moviments del braç, amb càrrega i sense, sobre el robot, iviceversa

Disseny d’un comportament en ROS per a mantenir la posició d’un vehicle autònom submarí a partir de referències visuals

En el Centre d'Investigació en Robòtica Submarina (CIRS) de la Universitat de Gironaes disposa de diferents robots submarins els quals utilitzen una arquitectura software anomenada Component Oriented Layered-based Architecture for Autonomy ( COLA2 ), la qual ha estat desenvolupada per estudiants i professors del mateix centre. Per tal de fer aquesta arquitectura més accessible per a professors i estudiant d’altres centres la COLA2 s’està adaptant al Robot Operative System (ROS) que és un framework genèricper al desenvolupament d’aplicacions amb robots. Aquest projecte pretén dissenyar un comportament per al robot Girona500 que estigui desenvolupat dins la versió ROS de l’arquitectura COLA2. El comportament haurà de fer mantenir una determinada posició al robot amb informació visual de la càmera del robot i amb dades de navegació. La tasca de mantenir la posició es de vital importància per a poder realitzar intervencions submarines que requereixen de precisió i, precisament, el medi on es treballa no ajuda

Simulació mitjançant tècniques CFD d'una culata per al motor del vehicle de baix consum "Àliga-EPS-UdG"

El projecte pretén estudiar i quantificar les restriccions creades al fluid en circular pelsconductes d’admissió i escapament de la culata del motor del vehicle Àliga. L’estudi consta de quatre etapes: estudi de les restriccions actuals dels sistemes d’admissió i escapament; anàlisi dels resultats de la culata de sèrie i proposta de millores aplicables al model real; càlcul de les restriccions creades pels models millorats, i finalment, estudi comparatiu dels resultats obtinguts, interpretant els resultats dels principals paràmetres a analitzar

Millora aerodinàmica de la nova carrosseria del vehicle l'Àliga. Estudis dels efectes de la rugositat i l'inserció d'apèndixs aerodinàmics

L' objectiu d' aquest estudi és intentar millorar l' aerodinàmica de la nova carrosseria del vehicle de baix consum de la UdG,l' Àliga, a través de programes informàtics de CFD.Des de fa uns anys l' Escola Politècnica Superior de la Universitat de Girona participa a l' Eco Shell Marathon, mirant d' assolir els millors resultats possibles.El nom del vehicle utilitzat per aquesta carrera és l' Àliga.Aquest projecte parteix dels resultats obtinguts al Projece fi de carrera d' en Daniel Vilavedra Vilà (2006):"Redisseny aerodinàmic de la carrosseria del vehicle de baix consum Àliga"

Càlcul, disseny i fabricació d'una carrosseria autoportant en material compòsit per al vehicle de baix consum Àliga

El projecte és l’inici de la creació d’un nou prototip per a poder competir la temporada 2008 a la cursa de vehicles de baix consum Shell Eco-Marathon. El principal objectiu és aconseguir un xassís que redueixi, en la mesura del possible, el pes del prototip a la vegada que asseguri una millor rigidesa i millori l’ergonomia de tot el conjunt. Es dissenyarà tota la part estructural de la carrosseria, que serà sotmesa a càlcul mitjançant la tècnica dels elements finits i posteriorment es realitzarà una guia de producció per tal de guiar els membres de l’equip que en realitzin la producció

A hybrid method for sag source location in power network

The work presented in this paper belongs to the power quality knowledge area and deals with the voltage sags in power transmission and distribution systems. Propagating throughout the power network, voltage sags can cause plenty of problems for domestic and industrial loads that can financially cost a lot. To impose penalties to responsible party and to improve monitoring and mitigation strategies, sags must be located in the power network. With such a worthwhile objective, this paper comes up with a new method for associating a sag waveform with its origin in transmission and distribution networks. It solves this problem through developing hybrid methods which hire multiway principal component analysis (MPCA) as a dimension reduction tool. MPCA reexpresses sag waveforms in a new subspace just in a few scores. We train some well-known classifiers with these scores and exploit them for classification of future sags. The capabilities of the proposed method for dimension reduction and classification are examined using the real data gathered from three substations in Catalonia, Spain. The obtained classification rates certify the goodness and powerfulness of the developed hybrid methods as brand-new tools for sag classification

Positioning an underwater vehicle through image mosaicking

Mosaics have been commonly used as visual maps for undersea exploration and navigation. The position and orientation of an underwater vehicle can be calculated by integrating the apparent motion of the images which form the mosaic. A feature-based mosaicking method is proposed in this paper. The creation of the mosaic is accomplished in four stages: feature selection and matching, detection of points describing the dominant motion, homography computation and mosaic construction. In this work we demonstrate that the use of color and textures as discriminative properties of the image can improve, to a large extent, the accuracy of the constructed mosaic. The system is able to provide 3D metric information concerning the vehicle motion using the knowledge of the intrinsic parameters of the camera while integrating the measurements of an ultrasonic sensor. The experimental results of real images have been tested on the GARBI underwater vehicle

Modeling of hybrid systems by piecewise decomposition

Piecewise linear models systems arise as mathematical models of systems in many practical applications, often from linearization for nonlinear systems. There are two main approaches of dealing with these systems according to their continuous or discrete-time aspects. We propose an approach which is based on the state transformation, more particularly the partition of the phase portrait in different regions where each subregion is modeled as a two-dimensional linear time invariant system. Then the Takagi-Sugeno model, which is a combination of local model is calculated. The simulation results show that the Alpha partition is well-suited for dealing with such a system

Ampliació i millora d'un sistema avançat de compartició de vehicle

Actualment el cotxe és un dels mitjans de transport més utilitzats,comportant problemes de trànsit i aparcament, contaminació acústica i ambiental i una important despesa econòmica. Ja fa uns anys, i davant d'aquesta nova realitat, va sorgir la idea del carpooling, un sistema de transport privat compartit protagonitzat per particulars i que pot esdevenir una molt bona alternativa de mobilitat sostenible. Tot i això, els projectes de carpooling són actualment poc dinàmics I majoritàriament acotats a portals web. Molt pocs disposen de portals adaptats adispositius mòbils i, encara menys, disposen d’aplicacions natives. Amb tot, avui en dia elsaparells mòbils, ja siguin smartphones o PDAs, obren un ventall de possibilitats encara noexplotat en aquest camp.Per altra banda, compartir un viatge amb algú desconegut i de qui no se’n tenenreferències és quelcom que ens fa sentir insegurs, però això es pot resoldre gràciesal trust i reputation, un sistema basat en les valoracions dels usuaris que ja han viscutl’experiència, i que per tant, ens permet conèixer la reputació i confiança de que disposaun usuari dins el sistema. A tots aquests punts, cal afegir-hi la importància que té avui endia rebre en tot moment una informació clara i actualitzada.Aquest projecte vol exprimir aquestes oportunitats donant una plataforma d’accésusable per aquesta mena de dispositius, per tal de que no hi hagi cap barrera per estarconnectat al sistema en qualsevol lloc i moment. A més a més, aquests terminals donen lapossibilitat de saber la seva localització en temps real, cosa que pot resultar molt útil per agent que comparteix viatges i que s’està movent d’un lloc a un altre.Així doncs, partint de totes aquestes possibilitats de millora, es van idear una sèried’estratègies per a un projecte de carpooling ja existent anomenat e-hitchhiking, dotant aaquest sistema d’una major comunicació, protecció i seguretat per a que l’experiència del’usuari sigui molt més gratificant, on a més, hi ha la possibilitat de rebre informaciótotalment veraç i actualitzada en certs dispositius mòbils.Per tant la motivació principal per dur a terme aquest projecte és, a part de lesesmentades anteriorment, la de dotar un sistema de compartició de vehicle d’un majordinamisme, més realisme, més fiabilitat i fer-lo més sociable. El sistema s’implanta oficialment al setembre del 2011 amb la creació de lacomunitat UdG

Dynamic modelling of an underwater vehicle

Nessie is an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) created by a team of students in the Heriot Watt University to compete in the Student Autonomous Underwater Competition, Europe (SAUC-E) in August 2006. The main objective of the project is to find the dynamic equation of the robot, dynamic model. With it, the behaviour of the robot will be easier to understand and movement tests will be available by computer without the need of the robot, what is a way to save time, batteries, money and the robot from water inside itself. The object of the second part in this project is setting a control system for Nessie by using the model

Prototip culata del vehicle de baix consum (equip EPS-UdG Shell Eco)

Aquest projecte s’ha portat a terme per tal de millorar en diferentsaspectes el motor Honda Gx35 , del vehicle de baix consum de la Universitat deGirona (Udg). Aquest és un motor de combustió interna de gasolina (cicle Otto).L’objectiu és el disseny d’una culata per poder minimitzar el consum de gasolina, la qual s’ha de poder acoblar amb el motor Honda Gx35. Aquest motor,prèviament s’haurà de modificar per poder-hi instal•lari la nova culata

Industrialització i fabricació d'una carrosseria d'un vehicle de baix consum

El projecte es desenvolupa amb la intenció de millorar ell cotxe queparticipa, en nom de la Universitat de Girona, a la shell eco-marathon en lacategoria de prototips i amb gasolina com a combustible.El motiu principal que ha donat peu a aquest projecte és la realització d’unestudi aerodinàmic que ha desembocat en un disseny totalment nou de lageometria de la carrosseria. Aquest estudi i el disseny aerodinàmic de lacarrosseria obtingut es pot consultar al projecte titulat “Disseny i estudi del’aerodinàmica del vehicle àliga” de l’autor Albert Marron