Evolución del índice espacial para la extensión JASPA sobre H2

El presente documento describe los trabajos realizados en el ámbito del Proyecto Fin de Carrera de la titulación de Ingeniería Informática de la Universitat Oberta de Catalunya para la creación de un nuevo índice espacial para la extensión JASPA sobre H2. En él se detallan el análisis y desarrollo realizados así como la documentación generada durante su proceso de creación.

Desarrollo de un índice espacial para la extensión JASPA sobre H2

El presente trabajo tiene por objetivo ofrecer una solución para la creación de un índice espacial para la extensión JASPA (Java SPAtial) sobre la base de datos H2. El algoritmo de indexación elegido para la implementación del índice espacial ha sido el Rtree.La implementación se ha realizado con el lenguaje de programación Java lo que ha facilitado su integración con la extensión JASPA y la base de datos H2, dado que ambos proyectos están codificados en el mismo lenguaje. El índice es persistente en memoria secundaria en una tabla de la propia base de datos H2.La solución que se propone está limitada a operaciones espaciales en dos dimensiones y es lo suficientemente flexible como para que no se haya necesitado modificar ni el código fuente de JASPA, ni de H2. Además, se ha previsto que el algoritmo de indexación se pueda mejorar o sustituir fácilmente.Por último, se ha tenido en cuenta que el proceso de creación y manipulación de los índices espaciales sea intuitivo y fácil de usar.

Ús de Sensor Web Enablement per a gestió de dades marines i accés al servei d'observació de sensors a través de client Android

El present treball és un estudi de l'estat de Sensor Web Enablement (SWE) aplicat a l'àmbit marí d'investigació oceanogràfica. Per assolir aquest objectiu s'han avaluat les diferents solucions d'arquitectura de sistemes més adients a la problemàtica indicada i s'ha dissenyat un client de Sensor Observation Service (SOS) per plataforma mòbil Android que permeti consultar la descripció del sensor (SensorML) i conjunts d'observacions mitjançant estàndards oberts de SWE i peticions web (SOAP). Els dissenys anteriorment indicats han permès que quedés palès l'ampli ventall de possibilitats i avantatges que s'obtenen pel fet d'emprar SWE, ja que ens permet integrar fàcilment les dades proporcionades pels sensors i les pròpies descripcions dels sensors en diferents entorns, tal i com és el cas del disseny presentat en Android, a través d'estàndards oberts independents de les múltiples especificacions de cada fabricant, en un entorn, com és l'àmbit de la investigació marina on hi ha una gran heterogeneïtat de sensors i protocols.

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

Accuracy estimation of a new omnidirectional 3D vision sensor

We present a computer vision system that associates omnidirectional vision with structured light with the aim of obtaining depth information for a 360 degrees field of view. The approach proposed in this article combines an omnidirectional camera with a panoramic laser projector. The article shows how the sensor is modelled and its accuracy is proved by means of experimental results. The proposed sensor provides useful information for robot navigation applications, pipe inspection, 3D scene modelling etc

Calibration of a Structured Light-Based Stereo Catadioptric Sensor

Catadioptric sensors are combinations of mirrors and lenses made in order to obtain a wide field of view. In this paper we propose a new sensor that has omnidirectional viewing ability and it also provides depth information about the nearby surrounding. The sensor is based on a conventional camera coupled with a laser emitter and two hyperbolic mirrors. Mathematical formulation and precise specifications of the intrinsic and extrinsic parameters of the sensor are discussed. Our approach overcomes limitations of the existing omni-directional sensors and eventually leads to reduced costs of production

Integració d'un sensor sonar d'escombrat lateral en un robot submarí

El grup de Visió per Computador i Robòtica (VICOROB) disposa de varis robotssubmarins per a la recerca i inspecció subaquàtica. Recentment s’ha adquiritun sensor sonar d’escombrat lateral el qual s’utilitza per realitzar imatgesacústiques del fons marí quan aquest es mou principalment a velocitat constanti mantenint el rumb.Els robots del grup VICOROB estan equipats amb diferents tipus de sensors icàmeres per analitzar el fons marí. Aquest sensors són de gran qualitat ipermeten conèixer de manera bastant satisfactòria l’entorn a les proximitats delrobot. Freqüentment però, aquest sensors estant sotmesos a diferentsrestriccions depenent de la seva naturalesa de funcionament, de tal maneraque es necessària la seva combinació per resoldre determinats problemes endiferents situacions.Amb aquest projecte, es pretén integrar un nou sistema de captura d’imatgessonores del fons marí, en un dels robots. Amb la integració d’aquest nousensor, s’espera obtenir una opció alternativa els sistemes actuals que puguiaportar informació addicional sobre el fons. Aquest sistema podrà ser utilitzatper realitzar tasques per les quals els altres sensors no estant preparats o béper complementar informació d’altres sensor

A mixed H2/H∞-based semiactive control for vibration mitigation in flexible structures

In this paper, we address this problem through the design of a semiactive controller based on the mixed H2/H∞ control theory. The vibrations caused by the seismic motions are mitigated by a semiactive damper installed in the bottom of the structure. It is meant by semiactive damper, a device that absorbs but cannot inject energy into the system. Sufficient conditions for the design of a desired control are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). A controller that guarantees asymptotic stability and a mixed H2/H∞ performance is then developed. An algorithm is proposed to handle the semiactive nature of the actuator. The performance of the controller is experimentally evaluated in a real-time hybrid testing facility that consists of a physical specimen (a small-scale magnetorheological damper) and a numerical model (a large-scale three-story building)

Desenvolupament d'un node sensor sense fils autoalimentat. Mòdul piezo-magnètic

En aquest projecte es pretén implementar un dispositiu capaç de ser auto-suficient i no dependre de cap tipus de pila, bateria o fil elèctric que l’abasteixi d’energia elèctrica. El dispositiu recol·lectarà la energia magnètica generada per la corrent elèctrica a un fil i la transformarà en energia elèctrica, que serà emmagatzemada per el seu posterior ús. A demès, aquest projecte s’ha desenvolupat en col·laboració amb un segon projecte, dintre del qual s’implementarà una xarxa de sensors, mitjançant el protocol MIWI. Aquest projecte es divideix en tres grans blocs. El primer bloc del projecte serà una introducció teòrica de tots els coneixements relacionats amb el concepte d’energy harvesting i els mecanismes físic implicats. Al segon bloc podrem veure com s’han realitzat els càlculs, simulacions i posada en marxa, dels diferents elements que formaran el dispositiu recol·lector d’energia. Per últim en el tercer bloc veurem el prototip ja implementat. Es valoraran els resultats obtinguts, i es veuran els temps que necessitarà per alimentar al microcontrolador.

Reconeixement de gestos de la mà amb el sensor Kinect

El reconeixement dels gestos de la mà (HGR, Hand Gesture Recognition) és actualment un camp important de recerca degut a la varietat de situacions en les quals és necessari comunicar-se mitjançant signes, com pot ser la comunicació entre persones que utilitzen la llengua de signes i les que no. En aquest projecte es presenta un mètode de reconeixement de gestos de la mà a temps real utilitzant el sensor Kinect per Microsoft Xbox, implementat en un entorn Linux (Ubuntu) amb llenguatge de programació Python i utilitzant la llibreria de visió artifical OpenCV per a processar les dades sobre un ordinador portàtil convencional. Gràcies a la capacitat del sensor Kinect de capturar dades de profunditat d’una escena es poden determinar les posicions i trajectòries dels objectes en 3 dimensions, el que implica poder realitzar una anàlisi complerta a temps real d’una imatge o d’una seqüencia d’imatges. El procediment de reconeixement que es planteja es basa en la segmentació de la imatge per poder treballar únicament amb la mà, en la detecció dels contorns, per després obtenir l’envolupant convexa i els defectes convexos, que finalment han de servir per determinar el nombre de dits i concloure en la interpretació del gest; el resultat final és la transcripció del seu significat en una finestra que serveix d’interfície amb l’interlocutor. L’aplicació permet reconèixer els números del 0 al 5, ja que s’analitza únicament una mà, alguns gestos populars i algunes de les lletres de l’alfabet dactilològic de la llengua de signes catalana. El projecte és doncs, la porta d’entrada al camp del reconeixement de gestos i la base d’un futur sistema de reconeixement de la llengua de signes capaç de transcriure tant els signes dinàmics com l’alfabet dactilològic.

Introduction of sensor spectral response into image fusion methods. Application to wavelet-based methods

Usual image fusion methods inject features from a high spatial resolution panchromatic sensor into every low spatial resolution multispectral band trying to preserve spectral signatures and improve spatial resolution to that of the panchromatic sensor. The objective is to obtain the image that would be observed by a sensor with the same spectral response (i.e., spectral sensitivity and quantum efficiency) as the multispectral sensors and the spatial resolution of the panchromatic sensor. But in these methods, features from electromagnetic spectrum regions not covered by multispectral sensors are injected into them, and physical spectral responses of the sensors are not considered during this process. This produces some undesirable effects, such as resolution overinjection images and slightly modified spectral signatures in some features. The authors present a technique which takes into account the physical electromagnetic spectrum responses of sensors during the fusion process, which produces images closer to the image obtained by the ideal sensor than those obtained by usual wavelet-based image fusion methods. This technique is used to define a new wavelet-based image fusion method.

Avoiding sensor blindness in Geiger mode avalanche photodiode arrays fabricated in a conventional CMOS process

The need to move forward in the knowledge of the subatomic world has stimulated the development of new particle colliders. However, the objectives of the next generation of colliders sets unprecedented challenges to the detector performance. The purpose of this contribution is to present a bidimensional array based on avalanche photodiodes operated in the Geiger mode to track high energy particles in future linear colliders. The bidimensional array can function in a gated mode to reduce the probability to detect noise counts interfering with real events. Low reverse overvoltages are used to lessen the dark count rate. Experimental results demonstrate that the prototype fabricated with a standard HV-CMOS process presents an increased efficiency and avoids sensor blindness by applying the proposed techniques.

A reusable smart interface for gas sensor resistance measurement

The advances of the semiconductor industry enable microelectromechanical systems sensors, signal conditioning logic and network access to be integrated into a smart sensor node. In this framework, a mixed-mode interface circuit for monolithically integrated gas sensor arrays was developed with high-level design techniques. This interface system includes analog electronics for inspection of up to four sensor arrays and digital logic for smart control and data communication. Although different design methodologies were used in the conception of the complete circuit, high-level synthesis tools and methodologies were crucial in speeding up the whole design cycle, enhancing reusability for future applications and producing a flexible and robust component.

On-line event detection by recursive dynamic principal component analysis and gas sensor arrays under drift conditions

Leakage detection is an important issue in many chemical sensing applications. Leakage detection hy thresholds suffers from important drawbacks when sensors have serious drifts or they are affected by cross-sensitivities. Here we present an adaptive method based in a Dynamic Principal Component Analysis that models the relationships between the sensors in the may. In normal conditions a certain variance distribution characterizes sensor signals. However, in the presence of a new source of variance the PCA decomposition changes drastically. In order to prevent the influence of sensor drifts the model is adaptive and it is calculated in a recursive manner with minimum computational effort. The behavior of this technique is studied with synthetic signals and with real signals arising by oil vapor leakages in an air compressor. Results clearly demonstrate the efficiency of the proposed method.

A current-mode interface circuit for a piezoresistive pressure sensor

An interfacing circuit for piezoresistive pressure sensors based on CMOS current conveyors is presented. The main advantages of the proposed interfacing circuit include the use of a single piezoresistor, the capability of offset compensation, and a versatile current-mode configuration, with current output and current or voltage input. Experimental tests confirm linear relation of output voltage versus piezoresistance variation.