Monitoring switch-type sensors and powering autonomous sensors via inductive coupling: application to removable seats in vehicles

Aquesta tesi explora la possibilitat de fer servir enllaços inductius per a una aplicació de l’automòbil on el cablejat entre la centraleta (ECU) i els sensors o detectors és difícil o impossible. S’han proposat dos mètodes: 1) el monitoratge de sensors commutats (dos possibles estats) via acoblament inductiu i 2) la transmissió mitjançant el mateix principi físic de la potència necessària per alimentar els sensors autònoms remots. La detecció d'ocupació i del cinturó de seguretat per a seients desmuntables pot ser implementada amb sistemes sense fils passius basats en circuits ressonants de tipus LC on l'estat dels sensors determina el valor del condensador i, per tant, la freqüència de ressonància. Els canvis en la freqüència són detectats per una bobina situada en el terra del vehicle. S’ha conseguit provar el sistema en un marge entre 0.5 cm i 3 cm. Els experiments s’han dut a terme fent servir un analitzador d’impedàncies connectat a una bobina primària i sensors comercials connectats a un circuit remot. La segona proposta consisteix en transmetre remotament la potència des d’una bobina situada en el terra del vehicle cap a un dispositiu autònom situat en el seient. Aquest dispositiu monitorarà l'estat dels detectors (d'ocupació i de cinturó) i transmetrà les dades mitjançant un transceptor comercial de radiofreqüència o pel mateix enllaç inductiu. S’han avaluat les bobines necessàries per a una freqüència de treball inferior a 150 kHz i s’ha estudiat quin és el regulador de tensió més apropiat per tal d’aconseguir una eficiència global màxima. Quatre tipus de reguladors de tensió s’han analitzat i comparat des del punt de vista de l’eficiència de potència. Els reguladors de tensió de tipus lineal shunt proporcionen una eficiència de potència millor que les altres alternatives, els lineals sèrie i els commutats buck o boost. Les eficiències aconseguides han estat al voltant del 40%, 25% i 10% per les bobines a distàncies 1cm, 1.5cm, i 2cm. Les proves experimentals han mostrat que els sensors autònoms han estat correctament alimentats fins a distàncies de 2.5cm.

SLAM using an Imaging Sonar for Partially Structured Underwater Environments

In this paper we describe a system for underwater navigation with AUVs in partially structured environments, such as dams, ports or marine platforms. An imaging sonar is used to obtain information about the location of planar structures present in such environments. This information is incorporated into a feature-based SLAM algorithm in a two step process: (I) the full 360deg sonar scan is undistorted (to compensate for vehicle motion), thresholded and segmented to determine which measurements correspond to planar environment features and which should be ignored; and (2) SLAM proceeds once the data association is obtained: both the vehicle motion and the measurements whose correct association has been previously determined are incorporated in the SLAM algorithm. This two step delayed SLAM process allows to robustly determine the feature and vehicle locations in the presence of large amounts of spurious or unrelated measurements that might correspond to boats, rocks, etc. Preliminary experiments show the viability of the proposed approach

A distributed environment for virtual and/or real experiments for underwater robots

This paper presents the distributed environment for virtual and/or real experiments for underwater robots (DEVRE). This environment is composed of a set of processes running on a local area network composed of three sites: 1) the onboard AUV computer; 2) a surface computer used as human-machine interface (HMI); and 3) a computer used for simulating the vehicle dynamics and representing the virtual world. The HMI can be transparently linked to the real sensors and actuators dealing with a real mission. It can also be linked with virtual sensors and virtual actuators, dealing with a virtual mission. The aim of DEVRE is to assist engineers during the software development and testing in the lab prior to real experiments

Visual SLAM for underwater vehicles using video velocity log and natural landmarks

A visual SLAM system has been implemented and optimised for real-time deployment on an AUV equipped with calibrated stereo cameras. The system incorporates a novel approach to landmark description in which landmarks are local sub maps that consist of a cloud of 3D points and their associated SIFT/SURF descriptors. Landmarks are also sparsely distributed which simplifies and accelerates data association and map updates. In addition to landmark-based localisation the system utilises visual odometry to estimate the pose of the vehicle in 6 degrees of freedom by identifying temporal matches between consecutive local sub maps and computing the motion. Both the extended Kalman filter and unscented Kalman filter have been considered for filtering the observations. The output of the filter is also smoothed using the Rauch-Tung-Striebel (RTS) method to obtain a better alignment of the sequence of local sub maps and to deliver a large-scale 3D acquisition of the surveyed area. Synthetic experiments have been performed using a simulation environment in which ray tracing is used to generate synthetic images for the stereo system

Fourier-based registration for robust forward-looking sonar mosaicing in low-visibility underwater environments

Vehicle operations in underwater environments are often compromised by poor visibility conditions. For instance, the perception range of optical devices is heavily constrained in turbid waters, thus complicating navigation and mapping tasks in environments such as harbors, bays, or rivers. A new generation of high-definition forward-looking sonars providing acoustic imagery at high frame rates has recently emerged as a promising alternative for working under these challenging conditions. However, the characteristics of the sonar data introduce difficulties in image registration, a key step in mosaicing and motion estimation applications. In this work, we propose the use of a Fourier-based registration technique capable of handling the low resolution, noise, and artifacts associated with sonar image formation. When compared to a state-of-the art region-based technique, our approach shows superior performance in the alignment of both consecutive and nonconsecutive views as well as higher robustness in featureless environments. The method is used to compute pose constraints between sonar frames that, integrated inside a global alignment framework, enable the rendering of consistent acoustic mosaics with high detail and increased resolution. An extensive experimental section is reported showing results in relevant field applications, such as ship hull inspection and harbor mapping

Reduction of periodic difference systems to linear or autonomous ones

We extend Floquet theory for reducing nonlinear periodic difference systems to autonomous ones (actually linear) by using normal form theory.

Generic object classification for autonomous robots

Un dels principals problemes de la interacció dels robots autònoms és el coneixement de l'escena. El reconeixement és fonamental per a solucionar aquest problema i permetre als robots interactuar en un escenari no controlat. En aquest document presentem una aplicació pràctica de la captura d'objectes, de la normalització i de la classificació de senyals triangulars i circulars. El sistema s'introdueix en el robot Aibo de Sony per a millorar-ne la interacció. La metodologia presentada s'ha comprobat en simulacions i problemes de categorització reals, com ara la classificació de senyals de trànsit, amb resultats molt prometedors.

L’art com a vehicle : la dimensió sagrada de les arts performatives.

Jerzy Grotowski, director de teatre i recercador que va transformar profundament l’escena teatral de la segona meitat del segle vint, l’any 1970 va anunciar que no dirigiria més produccions teatrals. Apocalypsis Cum Figuris, una de les grans produccions escèniques del segle XX, marcaria un punt de transició en la trajectòria de l’investigador polonès obrint nous horitzons de vida creativa. Impulsat per una gran inquietud interior que trobaria la seva culminació en l’allunyament dels límits estrictament teatrals, Grotowski inicia el passatge de l’àmbit de l’Art com a representació, teatre en un sentit clàssic del terme, al domini de l’Art com a vehicle, en el que el mestre polonès recupera un aspecte antic i oblidat de l’art, que el situaria al nivell d’un coneixement superior, esdevenint un vehicle espiritual.

Productive efficiency and regulatory reform: The case of vehicle inspection services

Measuring productive efficiency provides information on the likely effects of regulatory reform. We present a Data Envelopment Analysis (DEA) of a sample of 38 vehicle inspection units under a concession regime, between the years 2000 and 2004. The differences in efficiency scores show the potential technical efficiency benefit of introducing some form of incentive regulation or of progressing towards liberalization. We also compute scale efficiency scores, showing that only units in territories with very low population density operate at a sub-optimal scale. Among those that operate at an optimal scale, there are significant differences in size; the largest ones operate in territories with the highest population density. This suggests that the introduction of new units in the most densely populated territories (a likely effect of some form of liberalization) would not be detrimental in terms of scale efficiency. We also find that inspection units belonging to a large, diversified firm show higher technical efficiency, reflecting economies of scale or scope at the firm level. Finally, we show that between 2002 and 2004, a period of high regulatory uncertainty in the sample’s region, technical change was almost zero. Regulatory reform should take due account of scale and diversification effects, while at the same time avoiding regulatory uncertainty.

Object recognition for autonomous objects: comparison of two approaches

Report for the scientific sojourn at the Swiss Federal Institute of Technology Zurich, Switzerland, between September and December 2007. In order to make robots useful assistants for our everyday life, the ability to learn and recognize objects is of essential importance. However, object recognition in real scenes is one of the most challenging problems in computer vision, as it is necessary to deal with difficulties. Furthermore, in mobile robotics a new challenge is added to the list: computational complexity. In a dynamic world, information about the objects in the scene can become obsolete before it is ready to be used if the detection algorithm is not fast enough. Two recent object recognition techniques have achieved notable results: the constellation approach proposed by Lowe and the bag of words approach proposed by Nistér and Stewénius. The Lowe constellation approach is the one currently being used in the robot localization project of the COGNIRON project. This report is divided in two main sections. The first section is devoted to briefly review the currently used object recognition system, the Lowe approach, and bring to light the drawbacks found for object recognition in the context of indoor mobile robot navigation. Additionally the proposed improvements for the algorithm are described. In the second section the alternative bag of words method is reviewed, as well as several experiments conducted to evaluate its performance with our own object databases. Furthermore, some modifications to the original algorithm to make it suitable for object detection in unsegmented images are proposed.

Underwater Gigamosaicing

El procés de fusió de dues o més imatges de la mateixa escena en una d'única i més gran és conegut com a Image Mosaicing. Un cop finalitzat el procés de construcció d'un mosaic, els límits entre les imatges són habitualment visibles, degut a imprecisions en els registres fotomètric i geomètric. L'Image Blending és l'etapa del procediment de mosaicing a la que aquests artefactes són minimitzats o suprimits. Existeixen diverses metodologies a la literatura que tracten aquests problemes, però la majoria es troben orientades a la creació de panorames terrestres, imatges artístiques d'alta resolució o altres aplicacions a les quals el posicionament de la càmera o l'adquisició de les imatges no són etapes rellevants. El treball amb imatges subaquàtiques presenta desafiaments importants, degut a la presència d'scattering (reflexions de partícules en suspensió) i atenuació de la llum i a condicions físiques extremes a milers de metres de profunditat, amb control limitat dels sistemes d'adquisició i la utilització de tecnologia d'alt cost. Imatges amb il·luminació artificial similar, sense llum global com la oferta pel sol, han de ser unides sense mostrar una unió perceptible. Les imatges adquirides a gran profunditat presenten una qualitat altament depenent de la profunditat, i la seva degradació amb aquest factor és molt rellevant. El principal objectiu del treball és presentar dels principals problemes de la imatge subaquàtica, seleccionar les estratègies més adequades i tractar tota la seqüència adquisició-procesament-visualització del procés. Els resultats obtinguts demostren que la solució desenvolupada, basada en una Estratègia de Selecció de Límit Òptim, Fusió en el Domini del Gradient a les regions comunes i Emfatització Adaptativa d'Imatges amb baix nivell de detall permet obtenir uns resultats amb una alta qualitat. També s'ha proposat una estratègia, amb possibilitat d'implementació paral·lela, que permet processar mosaics de kilòmetres d'extensió amb resolució de centímetres per píxel.

Ampliació i millora d'un vehicle teledirigit

En el projecte Ampliació i millora d’un vehicle teledirigit s’ha dut a terme l’ampliació d’un prototip de vehicle ràdio controlat fent servir dues plaques Arduino Duemilanove. Una es situa en el comandament i l’altra en el vehicle i controlen el comportament dels dos dispositius. Es transmet la informació necessària entre elles a través de dos mòduls XBee que posteriorment se’ls hi incorpora. Les plaques fetes servir en el prototip inicial eren unes SARD-13192 de Freescale i el primer que es fa en aquest sentit és una revisió del codi font utilitzat i l’adaptació a les plaques Arduino. Un acceleròmetre ADXL335 que s’incorpora a una de les plaques permet que el prototip es pugui controlar segons la posició del comandament. A més, un cop finalitzat el nou prototip és capaç de desplaçar-se endavant i endarrere, girar aturat i en moviment, i a diferents velocitats que es representen en tot moment en uns LEDs. També guarda l’últim circuit efectuat que es pot reproduir a voluntat de l’usuari, i emmagatzema les dades del recorregut de tota una sessió per exportar a l’ordinador. Per últim s’han dut a terme les proves necessàries per constatar que totes les millores s’han implementat amb èxit.

Implementació de les físiques d'un vehicle en un videojoc 3D

En la carrera del mundo de los videojuegos por alcanzar insospechables cotas de realismo con las que seguir sorprendiendo y enganchando al público, los motores de física se han convertido en la herramienta de presente y futuro. Atraídos por el auge de esta nueva tecnología, hemos lidiado con los motores referencia hoy día en el mercado, seleccionando luego uno de ellos e implementando un humilde videojuego de carreras como muestra de su potencial y de los conocimientos adquiridos.