An embedded real-time red peach detection system based on an OV7670 camera, ARM Cortex-M4 processor and 3D Look-Up Tables

This work proposes the development of an embedded real-time fruit detection system for future automatic fruit harvesting. The proposed embedded system is based on an ARM Cortex-M4 (STM32F407VGT6) processor and an Omnivision OV7670 color camera. The future goal of this embedded vision system will be to control a robotized arm to automatically select and pick some fruit directly from the tree. The complete embedded system has been designed to be placed directly in the gripper tool of the future robotized harvesting arm. The embedded system will be able to perform real-time fruit detection and tracking by using a three-dimensional look-up-table (LUT) defined in the RGB color space and optimized for fruit picking. Additionally, two different methodologies for creating optimized 3D LUTs based on existing linear color models and fruit histograms were implemented in this work and compared for the case of red peaches. The resulting system is able to acquire general and zoomed orchard images and to update the relative tracking information of a red peach in the tree ten times per second.

Benchmarks i mètriques d'avaluació de plataformes encastades multimèdia

Aquest projecte compara les possibilitats per a aplicacions multimèdia d'algunes de les arquitectures de processador que podem trobar en sistemes encastats. Per fer-ho s'ha seleccionat una sèrie de benchmarks que inclouen una mostra d'aplicacions multimèdia, així com un conjunt de benchmarks que ens permet mesurar aspectes d'un sistema operatiu GNU/Linux. També s'ha determinat quines haurien de ser les principals mètriques a considerar en el context dels sistemes encastats.

Sensores inalámbricos - monitorización y control remoto

Sistemas empotrados (embedded system).Monitorización y control de sensores inalámbricos.El sistema provee monitorización y control remoto vía internet y telefonía móvil además de acceso local y registros en base de datos.Dotado de un actuador físico para el control de elementos de potencia.

Disseny d'un cronòmetre i d'un freqüencímetre integrats en un NIOS controlats sobre μClinux

El projecte que es presenta permet analitzar els avantatges i inconvenients d’una programació orientada a hardware i d’una programació orientada a software a partir del desenvolupament de dos dissenys, un cronòmetre i un freqüencímetre en cadascun dels modes de programació. Donat que en les dues aplicacions es requereix alta precisió de temps (μs) i flexibilitat en el control, la solució final que es proposa és un disseny “mixt” amb dos mòduls hardware específics (cronòmetre i freqüencímetre) integrats en un NIOS/CPU sobre una FPGA. Els dos mòduls es controlen per software sobre un sistema Linux empotrat (μCLinux).

Sistema de detecció d'incendis basat en tecnologia WSN

El projecte tracta de desenvolupar un sistema de detecció d'incendis utilitzant la tecnologia de xarxa de sensors sense fils (Wireless Sensors Network). La utilització d'aquests petits dispositius ens introdueix en el món dels sistemes encastats, un àrea en ple desenvolupament industrial i que trobem incorporada en molts productes de consum de la nostra vida quotidiana.

Sistema de control ambiental flexible per a la indústria agroalimentària (SCAFIA)

El present treball està basat en el desenvolupament d¿un sistema que permeti fer una demostració pràctica i útil amb els materials que l¿àrea de sistemes encastats posa a la nostra disposició. De forma resumida es tracta de motes/nodes amb possibilitat de comunicació inhalàmbrica entre ells i un sistema operatiu TinyOS programable amb el llenguatge nesC.

Disseny i implementació d'un robot amb connexió WiFi

In the present work the prototype for a self-propelled embedded system with wireless connectivity has been carried out. The system is designed to receive commands from the Internet.

Open Ensis FSM : Aparato señalador de esgrima basado en LPC1769

Este proyecto desarrolla un aparato señalizador de esgrima o FSM (un dispositivo electrónico capaz de determinar si el arma de un esgrimista ha tocado la superficie válida del otro deportista en las condiciones de tiempo preestablecidas por el reglamento de esgrima), basado en la placa LPC1769 que permite la integración con un software de control remoto mediante un módulo WiFly RN-XV.

Performance evaluation of MPEG-4 Video encoder on Adres

Actualment un típic embedded system (ex. telèfon mòbil) requereix alta qualitat per portar a terme tasques com codificar/descodificar a temps real; han de consumir poc energia per funcionar hores o dies utilitzant bateries lleugeres; han de ser el suficientment flexibles per integrar múltiples aplicacions i estàndards en un sol aparell; han de ser dissenyats i verificats en un període de temps curt tot i l’augment de la complexitat. Els dissenyadors lluiten contra aquestes adversitats, que demanen noves innovacions en arquitectures i metodologies de disseny. Coarse-grained reconfigurable architectures (CGRAs) estan emergent com a candidats potencials per superar totes aquestes dificultats. Diferents tipus d’arquitectures han estat presentades en els últims anys. L’alta granularitat redueix molt el retard, l’àrea, el consum i el temps de configuració comparant amb les FPGAs. D’altra banda, en comparació amb els tradicionals processadors coarse-grained programables, els alts recursos computacionals els permet d’assolir un alt nivell de paral•lelisme i eficiència. No obstant, els CGRAs existents no estant sent aplicats principalment per les grans dificultats en la programació per arquitectures complexes. ADRES és una nova CGRA dissenyada per I’Interuniversity Micro-Electronics Center (IMEC). Combina un processador very-long instruction word (VLIW) i un coarse-grained array per tenir dues opcions diferents en un mateix dispositiu físic. Entre els seus avantatges destaquen l’alta qualitat, poca redundància en les comunicacions i la facilitat de programació. Finalment ADRES és un patró enlloc d’una arquitectura concreta. Amb l’ajuda del compilador DRESC (Dynamically Reconfigurable Embedded System Compile), és possible trobar millors arquitectures o arquitectures específiques segons l’aplicació. Aquest treball presenta la implementació d’un codificador MPEG-4 per l’ADRES. Mostra l’evolució del codi per obtenir una bona implementació per una arquitectura donada. També es presenten les característiques principals d’ADRES i el seu compilador (DRESC). Els objectius són de reduir al màxim el nombre de cicles (temps) per implementar el codificador de MPEG-4 i veure les diferents dificultats de treballar en l’entorn ADRES. Els resultats mostren que els cícles es redueixen en un 67% comparant el codi inicial i final en el mode VLIW i un 84% comparant el codi inicial en VLIW i el final en mode CGA.

Performance evaluation of MPEG-4 Video encoder on Adres

Actualment un típic embedded system (ex. telèfon mòbil) requereix alta qualitat per portar a terme tasques com codificar/descodificar a temps real; han de consumir poc energia per funcionar hores o dies utilitzant bateries lleugeres; han de ser el suficientment flexibles per integrar múltiples aplicacions i estàndards en un sol aparell; han de ser dissenyats i verificats en un període de temps curt tot i l’augment de la complexitat. Els dissenyadors lluiten contra aquestes adversitats, que demanen noves innovacions en arquitectures i metodologies de disseny. Coarse-grained reconfigurable architectures (CGRAs) estan emergent com a candidats potencials per superar totes aquestes dificultats. Diferents tipus d’arquitectures han estat presentades en els últims anys. L’alta granularitat redueix molt el retard, l’àrea, el consum i el temps de configuració comparant amb les FPGAs. D’altra banda, en comparació amb els tradicionals processadors coarse-grained programables, els alts recursos computacionals els permet d’assolir un alt nivell de paral•lelisme i eficiència. No obstant, els CGRAs existents no estant sent aplicats principalment per les grans dificultats en la programació per arquitectures complexes. ADRES és una nova CGRA dissenyada per I’Interuniversity Micro-Electronics Center (IMEC). Combina un processador very-long instruction word (VLIW) i un coarse-grained array per tenir dues opcions diferents en un mateix dispositiu físic. Entre els seus avantatges destaquen l’alta qualitat, poca redundància en les comunicacions i la facilitat de programació. Finalment ADRES és un patró enlloc d’una arquitectura concreta. Amb l’ajuda del compilador DRESC (Dynamically Reconfigurable Embedded System Compile), és possible trobar millors arquitectures o arquitectures específiques segons l’aplicació. Aquest treball presenta la implementació d’un codificador MPEG-4 per l’ADRES. Mostra l’evolució del codi per obtenir una bona implementació per una arquitectura donada. També es presenten les característiques principals d’ADRES i el seu compilador (DRESC). Els objectius són de reduir al màxim el nombre de cicles (temps) per implementar el codificador de MPEG-4 i veure les diferents dificultats de treballar en l’entorn ADRES. Els resultats mostren que els cícles es redueixen en un 67% comparant el codi inicial i final en el mode VLIW i un 84% comparant el codi inicial en VLIW i el final en mode CGA.

Extremal principle of entropy production in the climate system

Paltridge found reasonable values for the most significant climatic variables through maximizing the material transport part of entropy production by using a simple box model. Here, we analyse Paltridge's box model to obtain the energy and the entropy balance equations separately. Derived expressions for global entropy production, which is a function of the radiation field, and even its material transport component, are shown to be different from those used by Paltridge. Plausible climatic states are found at extrema of these parameters. Feasible results are also obtained by minimizing the radiation part of entropy production, in agreement with one of Planck's results, Finally, globally averaged values of the entropy flux of radiation and material entropy production are obtained for two dynamical extreme cases: an earth with uniform temperature, and an earth in radiative equilibrium at each latitudinal point

The second law of thermodynamics and the global climate system : A review of the maximum entropy production principle

The long-term mean properties of the global climate system and those of turbulent fluid systems are reviewed from a thermodynamic viewpoint. Two general expressions are derived for a rate of entropy production due to thermal and viscous dissipation (turbulent dissipation) in a fluid system. It is shown with these expressions that maximum entropy production in the Earth s climate system suggested by Paltridge, as well as maximum transport properties of heat or momentum in a turbulent system suggested by Malkus and Busse, correspond to a state in which the rate of entropy production due to the turbulent dissipation is at a maximum. Entropy production due to absorption of solar radiation in the climate system is found to be irrelevant to the maximized properties associated with turbulence. The hypothesis of maximum entropy production also seems to be applicable to the planetary atmospheres of Mars and Titan and perhaps to mantle convection. Lorenz s conjecture on maximum generation of available potential energy is shown to be akin to this hypothesis with a few minor approximations. A possible mechanism by which turbulent fluid systems adjust themselves to the states of maximum entropy production is presented as a selffeedback mechanism for the generation of available potential energy. These results tend to support the hypothesis of maximum entropy production that underlies a wide variety of nonlinear fluid systems, including our planet as well as other planets and stars

Entropy of a correlated system of nucleons

Realistic nucleon-nucleon interactions induce correlations to the nuclear many-body system, which lead to a fragmentation of the single-particle strength over a wide range of energies and momenta. We address the question of how this fragmentation affects the thermodynamical properties of nuclear matter. In particular, we show that the entropy can be computed with the help of a spectral function, which can be evaluated in terms of the self-energy obtained in the self-consistent Green's function approach. Results for the density and temperature dependences of the entropy per particle for symmetric nuclear matter are presented and compared to the results of lowest order finite-temperature Brueckner-Hartree-Fock calculations. The effects of correlations on the calculated entropy are small, if the appropriate quasiparticle approximation is used. The results demonstrate the thermodynamical consistency of the self-consistent T-matrix approximation for the evaluation of the Green's functions.

Solvable dynamics in a system of interacting random tops

A new solvable model of synchronization dynamics is introduced. It consists of a system of long range interacting tops or magnetic moments with random precession frequencies. The model allows for an explicit study of orientational effects in synchronization phenomena as well as nonlinear processes in resonance phenomena in strongly coupled magnetic systems. A stability analysis of the incoherent solution is performed for different types of orientational disorder. A system with orientational disorder always synchronizes in the absence of noise.

An Analysis of Eye Scanpath Entropy in a Progressively Forming Virtual Environment

A sign of presence in virtual environments is that people respond to situations and events as if they were real, where response may be considered at many different levels, ranging from unconscious physiological responses through to overt behavior,emotions, and thoughts. In this paper we consider two responses that gave different indications of the onset of presence in a gradually forming environment. Two aspects of the response of people to an immersive virtual environment were recorded: their eye scanpath, and their skin conductance response (SCR). The scenario was formed over a period of 2 min, by introducing an increasing number of its polygons in random order in a head-tracked head-mounted display. For one group of experimental participants (n 8) the environment formed into one in which they found themselves standing on top of a 3 m high column. For a second group of participants (n 6) the environment was otherwise the same except that the column was only 1 cm high, so that they would be standing at normal ground level. For a third group of participants (n 14) the polygons never formed into a meaningful environment. The participants who stood on top of the tall column exhibited a significant decrease in entropy of the eye scanpath and an increase in the number of SCR by 99 s into the scenario, at a time when only 65% of the polygons had been displayed. The ground level participants exhibited a similar decrease in scanpath entropy, but not the increase in SCR. The random scenario grouping did not exhibit this decrease in eye scanpath entropy. A drop in scanpath entropy indicates that the environment had cohered into a meaningful perception. An increase in the rate of SCR indicates the perception of an aversive stimulus. These results suggest that on these two dimensions (scanpath entropy and rate of SCR) participants were responding realistically to the scenario shown in the virtual environment. In addition, the response occurred well before the entire scenario had been displayed, suggesting that once a set of minimal cues exists within a scenario,it is enough to form a meaningful perception. Moreover, at the level of the sympathetic nervous system, the participants who were standing on top of the column exhibited arousal as if their experience might be real. This is an important practical aspect of the concept of presence.