Mission control system for dam inspection with an AUV

This paper presents a complete control architecture that has been designed to fulfill predefined missions with an autonomous underwater vehicle (AUV). The control architecture has three levels of control: mission level, task level and vehicle level. The novelty of the work resides in the mission level, which is built with a Petri network that defines the sequence of tasks that are executed depending on the unpredictable situations that may occur. The task control system is composed of a set of active behaviours and a coordinator that selects the most appropriate vehicle action at each moment. The paper focuses on the design of the mission controller and its interaction with the task controller. Simulations, inspired on an industrial underwater inspection of a dam grate, show the effectiveness of the control architecture

Robust Factor Analysis for Compositional Data

Factor analysis as frequent technique for multivariate data inspection is widely used also for compositional data analysis. The usual way is to use a centered logratio (clr) transformation to obtain the random vector y of dimension D. The factor model is then y = Λf + e (1) with the factors f of dimension k < D, the error term e, and the loadings matrix Λ. Using the usual model assumptions (see, e.g., Basilevsky, 1994), the factor analysis model (1) can be written as Cov(y) = ΛΛT + ψ (2) where ψ = Cov(e) has a diagonal form. The diagonal elements of ψ as well as the loadings matrix Λ are estimated from an estimation of Cov(y). Given observed clr transformed data Y as realizations of the random vector y. Outliers or deviations from the idealized model assumptions of factor analysis can severely effect the parameter estimation. As a way out, robust estimation of the covariance matrix of Y will lead to robust estimates of Λ and ψ in (2), see Pison et al. (2003). Well known robust covariance estimators with good statistical properties, like the MCD or the S-estimators (see, e.g. Maronna et al., 2006), rely on a full-rank data matrix Y which is not the case for clr transformed data (see, e.g., Aitchison, 1986). The isometric logratio (ilr) transformation (Egozcue et al., 2003) solves this singularity problem. The data matrix Y is transformed to a matrix Z by using an orthonormal basis of lower dimension. Using the ilr transformed data, a robust covariance matrix C(Z) can be estimated. The result can be back-transformed to the clr space by C(Y ) = V C(Z)V T where the matrix V with orthonormal columns comes from the relation between the clr and the ilr transformation. Now the parameters in the model (2) can be estimated (Basilevsky, 1994) and the results have a direct interpretation since the links to the original variables are still preserved. The above procedure will be applied to data from geochemistry. Our special interest is on comparing the results with those of Reimann et al. (2002) for the Kola project data

Dam wall detection and tracking using a Mechanically Scanned Imaging Sonar

In dam inspection tasks, an underwater robot has to grab images while surveying the wall meanwhile maintaining a certain distance and relative orientation. This paper proposes the use of an MSIS (mechanically scanned imaging sonar) for relative positioning of a robot with respect to the wall. An imaging sonar gathers polar image scans from which depth images (range & bearing) are generated. Depth scans are first processed to extract a line corresponding to the wall (with the Hough transform), which is then tracked by means of an EKF (Extended Kalman Filter) using a static motion model and an implicit measurement equation associating the sensed points to the candidate line. The line estimate is referenced to the robot fixed frame and represented in polar coordinates (rho&thetas) which directly corresponds to the actual distance and relative orientation of the robot with respect to the wall. The proposed system has been tested in simulation as well as in water tank conditions

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

Overview of coded light projection techniques for automatic 3D profiling

Obtaining automatic 3D profile of objects is one of the most important issues in computer vision. With this information, a large number of applications become feasible: from visual inspection of industrial parts to 3D reconstruction of the environment for mobile robots. In order to achieve 3D data, range finders can be used. Coded structured light approach is one of the most widely used techniques to retrieve 3D information of an unknown surface. An overview of the existing techniques as well as a new classification of patterns for structured light sensors is presented. This kind of systems belong to the group of active triangulation method, which are based on projecting a light pattern and imaging the illuminated scene from one or more points of view. Since the patterns are coded, correspondences between points of the image(s) and points of the projected pattern can be easily found. Once correspondences are found, a classical triangulation strategy between camera(s) and projector device leads to the reconstruction of the surface. Advantages and constraints of the different patterns are discussed

Underwater slam for estructured environments using and imaging sonar

Aquesta tesi tracta sobre el problema de la navegació per a vehicles submarins autònoms que operen en entorns artificials estructurats com ara ports, canals, plataformes marines i altres escenaris similars. A partir d'una estimació precisa de la posició en aquests entorns, les capacitats dels vehicles submarins s'incrementen notablement i s'obre una porta al seu funcionament autònom. El manteniment, inspecció i vigilància d'instal lacions marines són alguns exemples de possibles aplicacions. Les principals contribucions d'aquesta tesi consisteixen per una banda en el desenvolupament de diferents sistemes de localització per a aquelles situacions on es disposa d'un mapa previ de l'entorn i per l'altra en el desenvolupament d'una nova solució al problema de la Localització i Construcció Simultània de Mapes (SLAM en les seves sigles en anglès), la finalitat del qual és fer que un vehicle autònom creï un mapa de l'entorn desconegut que el rodeja i, al mateix temps, utilitzi aquest mapa per a determinar la seva pròpia posició. S'ha escollit un sonar d'imatges d'escaneig mecànic com a sensor principal per a aquest treball tant pel seu relatiu baix cost com per la seva capacitat per produir una representació detallada de l'entorn. Per altra banda, les particularitats de la seva operació i, especialment, la baixa freqúència a la que es produeixen les mesures, constitueixen els principals inconvenients que s'han hagut d'abordar en les estratègies de localització proposades. Les solucions adoptades per aquests problemes constitueixen una altra contribució d'aquesta tesi. El desenvolupament de vehicles autònoms i el seu ús com a plataformes experimentals és un altre aspecte important d'aquest treball. Experiments portats a terme tant en el laboratori com en escenaris reals d'aplicació han proporcionat les dades necessàries per a provar i avaluar els diferents sistemes de localització proposats.

La presión laboral tendenciosa (Mobbing)

El trabajo de investigación surge en el año 2001, ante la necesidad de hacer frente a una nueva realidad jurídica, el mobbing. Para ello fue decisivo el estudio de lo publicado (básicamente de ramas ajenas al Derecho) pero sobre todo las entrevistas con las víctimas de mobbing y sus asociaciones; este extremo, unido a la ausencia de un tratamiento internacional, obligó a un camino autodidacta para definir mobbing jurídicamente. La Tesis define mobbing como la presión laboral tendente a la autoeliminación de un trabajador mediante su denigración (presión laboral tendenciosa), y con ello por primera vez se tiene una definición de mobbing en línea y media, con plena validez jurídica, que es susceptible de ser memorizada y por lo tanto divulgada, para corregir el problema. El denominado "concepto uniformado de mobbing" recalca la denigración como mecanismo frente a los tratos degradantes y recalca la autoeliminación como finalidad de un comportamiento doloso. El trabajo aporta fórmulas para deslindar casos de mobbing de otras figuras próximas, y en este sentido debe citarse "la regla del 9" para saber si hay mobbing; en sede de estadísticas se critican metodológicamente muchas de ellas presentadas hasta el momento y se aporta alguna en sede de Tribunales; pero sobre todo se advierte de los riesgos jurídicos de una previsible regulación específica antimobbing, mediante el examen de las distintas definiciones que se han esgrimido hasta el momento. La segunda parte de la Tesis profundiza sobre el grado de sensibilización de nuestro ordenamiento jurídico y Tribunales, a cuyo fin se ha trabajado con más de un centernar y medio de sentencias dictadas sobre la materia, y por supuesto la totalidad de las recogidas en las bases de datos de las editoriales. El análisis sirve para apreciar la bondad de la sistemática aquí defendida, poniendo en evidencia errores, y contradicciones. La Tesis advierte que la presión laboral tendenciosa más allá de vulnerar el derecho constitucional al trabajo, o los derechos fundamentales a la integridad moral y el honor, es una transgresión a todo un "espíritu constitucional", y en este sentido se analiza con detalle tanto la posibilidad de recurrir en amparo, como el derecho a la indemnidad para quien se enfrenta a esta situación. Advirtiendo de las ventajas de efectuar esta reacción mediante la modalidad procesal de tutela de los derechos fundamentales, se analiza la recurrida acción del art.50 ET, donde se realizan aportaciones sugerentes como el plazo prescripción o la "doctrina de los antecedentes", y se otorgan respuestas a las preguntas sobre obligación de seguir trabajando y ejecución provisional. En sede de acciones de Seguridad Social, la Tesis distingue entre la incapacidad temporal y permanente (depresiones) y la muerte y supervivencia, aportándose sobre la primera la técnica denominada "interpretación en tres niveles" y descartando la posibilidad de considerar accidente de trabajo el suicidio tras un mobbing por imperativo legal, pero aportando un sucedáneo bastante razonable como es el accidente no laboral. Junto a ello se razona por la viabilidad del recargo del art.123 LGSS. Civilmente, la Tesis se posiciona de "lege ferenda" por reconducir este tipo de acciones resarcitorias del daño psíquico y moral al orden civil, por una mayor explicación sobre el origen del quantum, pero sobre todo considera inadmisible la STS 11-3-04, y ello por una pluralidad de argumentos, pero sobre todo por cuanto viene a autorizar "de facto" este tipo de conductas. La posibilidad de accionar administrativamente frente a este riesgo psicosocial se analiza en un doble terreno, la empresa y la Administración. Si bien el cauce sobre el primero tiene algunos meandros que se desbelan, la situación es radicalmente frustrante en la Administración -donde se encuentra el mayor caldo de cultivo del mobbing- , y ello por el RD 707/2002, pero todavía en mayor medida por el Criterio Técnico 34/2003 mediante el cual la interpretación del Director General de la Inspección de Trabajo y Seguridad Social ha venido tácitamente a derogar parcialmente la Ley de Prevención de Riesgos Laborales para la Administración. En materia penal, la Tesis se decanta "a priori" por dos tipos penales, los delitos contra los derechos de los trabajadores, y el delito de trato degradante; sin embargo, en la práctica sólo este segundo es el camino que puede alcanzar buen puerto. Finalmente se realiza un estudio detallado de la Ley 62/2003, ley que se divulgó como reguladora del acoso moral, y que después se defiende como un avance frente al mobbing. La Tesis advierte que no es cierto ni lo uno, ni lo otro, habiendo creado un "espejismo legal" que puede perjudicar a las víctimas de mobbing, además de no servir su estructura para una futura regulación explícita antimobbing.