Processat de senyals d'acceleració i metodologia d'ajust zero

L'objectiu d'aquest projecte és dissenyar un sistema per a mesurar en temps real l'acceleració en les tres dimensions basat en un circuit integrat que proporciona senyals d'acceleració. Per a fer-ho, s'ha realitzat un estudi del senyal sensor d'acceleració MXD2125G i s'ha implementat el tractament d'aquest senyal en un microcontrolador MCF5213.

Programació d'una aplicació gràfica per l'anàlisi de senyals usant LDB (Local Discriminant Bases) i MLDB (Modified LDB)

Tot seguit presentem un entorn per analitzar senyals de tot tipus amb LDB (Local Discriminant Bases) i MLDB (Modified Local Discriminant Bases). Aquest entorn utilitza funcions desenvolupades en el marc d’una tesi en fase de desenvolupament. Per entendre part d’aquestes funcions es requereix un nivell de coneixement avançat de processament de senyals. S’han extret dels treballs realitzats per Naoki Saito [3], que s’han agafat com a punt de partida per la realització de l’algorisme de la tesi doctoral no finalitzada de Jose Antonio Soria. Aquesta interfície desenvolupada accepta la incorporació de nous paquets i funcions. Hem deixat un menú preparat per integrar Sinus IV packet transform i Cosine IV packet transform, tot i que també podem incorporar-n’hi altres. L’aplicació consta de dues interfícies, un Assistent i una interfície principal. També hem creat una finestra per importar i exportar les variables desitjades a diferents entorns. Per fer aquesta aplicació s’han programat tots els elements de les finestres, en lloc d’utilitzar el GUIDE (Graphical User Interface Development Enviroment) de MATLAB, per tal que sigui compatible entre les diferents versions d’aquest programa. En total hem fet 73 funcions en la interfície principal (d’aquestes, 10 pertanyen a la finestra d’importar i exportar) i 23 en la de l’Assistent. En aquest treball només explicarem 6 funcions i les 3 de creació d’aquestes interfícies per no fer-lo excessivament extens. Les funcions que explicarem són les més importants, ja sigui perquè s’utilitzen sovint, perquè, segons la complexitat McCabe, són les més complicades o perquè són necessàries pel processament del senyal. Passem cada entrada de dades per part de l’usuari per funcions que ens detectaran errors en aquesta entrada, com eliminació de zeros o de caràcters que no siguin números, com comprovar que són enters o que estan dins dels límits màxims i mínims que li pertoquen.

Programació d'una aplicació gràfica per l'anàlisi de senyals usant LDB (Local Discriminant Bases) i MLDB (Modified LDB)

Tot seguit presentem un entorn per analitzar senyals de tot tipus amb LDB (Local Discriminant Bases) i MLDB (Modified Local Discriminant Bases). Aquest entorn utilitza funcions desenvolupades en el marc d’una tesi en fase de desenvolupament. Per entendre part d’aquestes funcions es requereix un nivell de coneixement avançat de processament de senyals. S’han extret dels treballs realitzats per Naoki Saito [3], que s’han agafat com a punt de partida per la realització de l’algorisme de la tesi doctoral no finalitzada de Jose Antonio Soria. Aquesta interfície desenvolupada accepta la incorporació de nous paquets i funcions. Hem deixat un menú preparat per integrar Sinus IV packet transform i Cosine IV packet transform, tot i que també podem incorporar-n’hi altres. L’aplicació consta de dues interfícies, un Assistent i una interfície principal. També hem creat una finestra per importar i exportar les variables desitjades a diferents entorns. Per fer aquesta aplicació s’han programat tots els elements de les finestres, en lloc d’utilitzar el GUIDE (Graphical User Interface Development Enviroment) de MATLAB, per tal que sigui compatible entre les diferents versions d’aquest programa. En total hem fet 73 funcions en la interfície principal (d’aquestes, 10 pertanyen a la finestra d’importar i exportar) i 23 en la de l’Assistent. En aquest treball només explicarem 6 funcions i les 3 de creació d’aquestes interfícies per no fer-lo excessivament extens. Les funcions que explicarem són les més importants, ja sigui perquè s’utilitzen sovint, perquè, segons la complexitat McCabe, són les més complicades o perquè són necessàries pel processament del senyal. Passem cada entrada de dades per part de l’usuari per funcions que ens detectaran errors en aquesta entrada, com eliminació de zeros o de caràcters que no siguin números, com comprovar que són enters o que estan dins dels límits màxims i mínims que li pertoquen.

Interacción en los Sistemas Biológicos mediante nuevos índices basados en la Dinámica No Lineal

La majoria de sistemes biològics són complexes, formats per diverses parts connectades mitjançant vincles que contenen informació addicional i oculta a l’observador. Actualment, les aplicacions clíniques enregistren molts i diversos senyals les interaccions dels quals poden ésser estudiades mitjançant diferents tècniques: mètodes clàssics, generalment lineals, com ara la correlació i la coherència espectral; i mètodes no lineals que han estat definits i desenvolupats l’última dècada, com la predicció no lineal, la informació mútua i les entropies. Aquest projecte proposava l’obtenció d’eines pera l’anàlisi de: a) la coordinació dels músculs respiratoris en individus sans i pacients amb patologies respiratòries sotmesos a protocols d’esforç ventilatori, ja que es desconeix com es relacionen les activitats del diafragma i dels músculs accessoris de les vies aèries superiors; b)l’efecte de fàrmacs sobre la connectivitat funcional del cervell, ja que les eines i mètodes estàndard sovint no permeten extreure prou informació. Els resultats aconseguits han permès avaluar l’activitat muscular respiratòria mitjançant la funció d’informació mútua creuada (FIMC), demostrant que existeix un acoblament no lineal entre les activitats de diferents músculs. Aquesta coordinació muscular es veu afectada per una malaltia respiratòria com la Síndrome d’Apnea Obstructiva de la Son (SAOS), i s’han trobat diferències estadísticament significatives entre els pacients amb SAOS i els individus sans, especialment a nivells mitjans i alts d’esforç respiratori.

Experimentació amb un receptor software GPS-Galileo d'alta sensibilitat per a entorns interiors

Este proyecto se centra en el análisis de señales GPS, utilizando un receptor software desarrollado con Matlab en un proyecto de investigación para la Agencia Espacial Europea (ESA), llevado a cabo por parte del departamento de Telecomunicaciones e Ingeniería de Sistemas de la ETSE. Este software utiliza técnicas de procesado de señal de alta sensibilidad (HS-GNSS) que permite al usuario determinar su posición en entornos de difícil propagación como puede ser el caso de los escenarios interiores. Los datos experimentales se analizan en función del nivel de multipath que afecta a la señal de cada uno de los satélites, y la degradación que los escenarios interiores provocan en las señales, a causa del mobiliario, paredes, personas, etc. Para analizar los datos experimentales, se ha utilizado una métrica presentada en el congreso internacional EuCAP 2009, con la que es posible caracterizar las señales en función del nivel de multipath.

Anàlisi i tècniques de processat del senyal per a la generació de mapes eòlics

L’emplaçament del projecte es situa a un parc eòlic marítim, on es vol observar el vent a través del radar VAD, Velocity Azimuth Display, per poder controlar la velocitat de rotació dels aerogeneradors, i poder substituir els actuals anemòmetres. No ens centrarem en el control d’aquest, sinó que l’objectiu principal d’aquest projecte és analitzar el funcionament i processat de dades del VAD. Es proposaran, simularan i estudiaran noves tècniques d’estimació espectral per obtenir una millora important amb les mesures de velocitat, direcció i divergència del vent, per tal de construir un radar més robust a pertorbacions. A més a més, també il·lustrarem mapes eòlics obtinguts a partir de tot el processat.

Caracterització estadística dels pics de correlació a GPS

Aquest projecte es centra a donar una caracterització estadística del valor que tenen els pics de correlació sota diferents escenaris d’adquisició a un receptor GPS. En primer lloc, s’ha volgut donar una visió general de tots els fonaments del sistema GPS per tal de poder entendre el seu funcionament. A continuació, s’ha passat a analitzar el bloc d’adquisició d’un receptor GPS. Primer, hem estudiat quines operacions es realitzen en aquest bloc i quines són les diferents formes d’implementar-lo. Seguidament, sota un escenari d’adquisició per cerca de fase de codi en paral·lel i utilitzant integracions coherents, s’han estudiat les distribucions estadístiques de les pdf’s obtingudes pels pics de correlació de senyal+soroll i pels pics de correlació de només soroll, i s’ha vist com aquestes fan modificar la corba ROC del receptor . Les simulacions s’han realitzat amb MATLAB i en diferents escenaris d’adquisició per tal de poder comparar com varien les estadístiques obtingudes en casos diferents.

Digital beamforming and moving target indication for future spaceborne synthetic aperture radar

During the last decade the interest on space-borne Synthetic Aperture Radars (SAR) for remote sensing applications has grown as testified by the number of recent and forthcoming missions as TerraSAR-X, RADARSAT-2, COSMO-kyMed, TanDEM-X and the Spanish SEOSAR/PAZ. In this sense, this thesis proposes to study and analyze the performance of the state-of-the-Art space-borne SAR systems, with modes able to provide Moving Target Indication capabilities (MTI), i.e. moving object detection and estimation. The research will focus on the MTI processing techniques as well as the architecture and/ or configuration of the SAR instrument, setting the limitations of the current systems with MTI capabilities, and proposing efficient solutions for the future missions. Two European projects, to which the Universitat Politècnica de Catalunya provides support, are an excellent framework for the research activities suggested in this thesis. NEWA project proposes a potential European space-borne radar system with MTI capabilities in order to fulfill the upcoming European security policies. This thesis will critically review the state-of-the-Art MTI processing techniques as well as the readiness and maturity level of the developed capabilities. For each one of the techniques a performance analysis will be carried out based on the available technologies, deriving a roadmap and identifying the different technological gaps. In line with this study a simulator tool will be developed in order to validate and evaluate different MTI techniques in the basis of a flexible space-borne radar configuration. The calibration of a SAR system is mandatory for the accurate formation of the SAR images and turns to be critical in the advanced operation modes as MTI. In this sense, the SEOSAR/PAZ project proposes the study and estimation of the radiometric budget. This thesis will also focus on an exhaustive analysis of the radiometric budget considering the current calibration concepts and their possible limitations. In the framework of this project a key point will be the study of the Dual Receive Antenna (DRA) mode, which provides MTI capabilities to the mission. An additional aspect under study is the applicability of the Digital Beamforming on multichannel and/or multistatic radar platforms, which conform potential solutions for the NEWA project with the aim to fully exploit its capability jointly with MTI techniques.

Implementación y evaluación de estrategias para optimizar la adquisición y procesado de tensiones Hall usando una tarjeta A/D en entorno Matlab

Implementación del programa de gestión de la tarjeta A/D para la adquisición de las tensiones Hall y garantizar la coherencia del sistema de medida. Implementación de la interfaz gráfica que permite la interacción programa-usuario y un módulo de representación de resultados. Optimización del rendimiento de la tarjeta A/D utilizando un amplificador de señal y la implementación de un módulo de filtraje digital para procesar y analizar los datos recogidos.

Estudi d'un sistema d'orientació magnètic per a dispositius mòbils autònoms

Amb aquest projecte es pretén fer un estudi de les possibilitats de l'ús de sensors d'efecte Hall amb el camp magnètic terrestre, amb objectiu de poder determinar una posició de referència per a dispositius mòbils guiats de forma autònoma.

Procesado de señales electroencefalogràficas para determinar características espectrales de episodios epilépticos

Las señales electroencefalográficas (EEG) adquiridas durante periodos de actividad epiléptica se encuentran alteradas por otras señales que provienen de otras actividades (actividad muscular, cardiaca, etc.). El objetivo es aplicar técnicas del procesado de la señal para minimizar las señales contaminantes así como también caracterizar los episodios epilépticos estudiando la composición frecuencial.

Contribución al diseño de GNSS-SDR, un receptor GNSS de código abierto

[ANGLÈS] This project introduces GNSS-SDR, an open source Global Navigation Satellite System software-defined receiver. The lack of reconfigurability of current commercial-of-the-shelf receivers and the advent of new radionavigation signals and systems make software receivers an appealing approach to design new architectures and signal processing algorithms. With the aim of exploring the full potential of this forthcoming scenario with a plurality of new signal structures and frequency bands available for positioning, this paper describes the software architecture design and provides details about its implementation, targeting a multiband, multisystem GNSS receiver. The result is a testbed for GNSS signal processing that allows any kind of customization, including interchangeability of signal sources, signal processing algorithms, interoperability with other systems, output formats, and the offering of interfaces to all the intermediate signals, parameters and variables. The source code release under the GNU General Public License (GPL) secures practical usability, inspection, and continuous improvement by the research community, allowing the discussion based on tangible code and the analysis of results obtained with real signals. The source code is complemented by a development ecosystem, consisting of a website (http://gnss-sdr.org), as well as a revision control system, instructions for users and developers, and communication tools. The project shows in detail the design of the initial blocks of the Signal Processing Plane of the receiver: signal conditioner, the acquisition block and the receiver channel, the project also extends the functionality of the acquisition and tracking modules of the GNSS-SDR receiver to track the new Galileo E1 signals available. Each section provides a theoretical analysis, implementation details of each block and subsequent testing to confirm the calculations with both synthetically generated signals and with real signals from satellites in space.

Estudi de casos pel control de síntesi d’instruments musicals virtuals mitjançant la veu cantada

Report for the scientific sojourn carried out at the Music Technology Area (Sound Processing and Control Lab), Faculty of Music, McGill University, Montreal, Canada, from October to December 2005.The aim of this research is to study the singing voice for controlling virtual musical instrument synthesis. It includes analysis and synthesis algorithms based on spectral audio processing. After digitalising the acoustic voice signal in the computer, a number of expressive descriptors of the singer are extracted. This process is achieved synchronously, thus all the nuance of the singer performance have been tracked. In a second stage, the extracted parameters are mapped to a sound synthesizer, the so-called digital musical instruments. In order achieve it, several tests with music students of the Faculty of Music, McGill University have been developed. These experiments have contributed to evaluate the system and to derive new control strategies to integrate: clarinet synthesis, bass guitar, visual representation of voice signals.

Disseny de drivers per a targes de transmissió de senyals

L'objectiu del projecte és poder configurar dues targetes que s'instal∙laran al Sincrotró ALBA. Per a això s'ha desenvolupat un driver per a Linux i una interfície gràfica (GUI). Com a introducció a les targetes, la memòria descriu el Sincrotró, i més específicament el sistema de sincronització (timing) on aquestes s'utilitzaran. També descriu el disseny dels drivers per a Linux2.6 i de la GUI, escrita utilitzant el llenguatge Python amb el framework Qt. Finalment, a la memòria s'exposen els problemes i solucions trobats durant la fase de validació del correcte funcionament de les plaques i dels diferents components del projecte.

Tratamiento del señal por computador: detección de fallos mecánicos mediante análisis espectral

En aquest projecte s'ha investigat i desenvolupat una eina per a la detecció de falles mecàniques en entorns controlats. Aquest programa analitza l'espectre dels senyals acústics aconseguits mitjançant el micròfon del PC i n'estudia estadísticament les propietats –mitjana i desviació estàndard- per tal de poder diferenciar els nous senyals que capturi. S'ha experimentat amb el cas real d'un motor de corrent continu i s'han obtingut resultats de més del 90% d'encert a l'hora de detectar el seu estat.