Analysis of Local Search Methods for 3D Data

In questa tesi sono stati analizzati alcuni metodi di ricerca per dati 3D. Viene illustrata una panoramica generale sul campo della Computer Vision, sullo stato dell’arte dei sensori per l’acquisizione e su alcuni dei formati utilizzati per la descrizione di dati 3D. In seguito è stato fatto un approfondimento sulla 3D Object Recognition dove, oltre ad essere descritto l’intero processo di matching tra Local Features, è stata fatta una focalizzazione sulla fase di detection dei punti salienti. In particolare è stato analizzato un Learned Keypoint detector, basato su tecniche di apprendimento di machine learning. Quest ultimo viene illustrato con l’implementazione di due algoritmi di ricerca di vicini: uno esauriente (K-d tree) e uno approssimato (Radial Search). Sono state riportate infine alcune valutazioni sperimentali in termini di efficienza e velocità del detector implementato con diversi metodi di ricerca, mostrando l’effettivo miglioramento di performance senza una considerabile perdita di accuratezza con la ricerca approssimata.

Osservatore e controllore sensorless ad elevate prestazioni per propulsione elettrica di Unmanned Aerial Vehicles

Negli ultimi anni, tra le varie tecnologie che hanno acquisito una sempre maggiore popolarità e diffusione, una di particolare rilevanza è quella degli Unmanned Aerial Vehicles. Di questi velivoli, quelli che stanno riscuotendo maggiore successo sono i multirotori, alimentati esclusivamente da azionamenti elettrici disposti in opportune posizioni della struttura. Particolari sforzi sono stati recentemente dedicati al miglioramento di questa tecnologia in termini di efficienza e precisione, tuttavia quasi sempre si trascura la vitale importanza dello sfruttamento efficiente dei motori elettrici. La tecnica di pilotaggio adottata nella quasi totalità dei casi per questi componenti è il BLDC sensorless, anche se la struttura si dimostra spesso essere PMSM, dunque inadatta all’uso di questa strategia. Il controllo ideale per i PMSM risulterebbe essere FOC, tuttavia per l'implementazione sensorless molti aspetti scontati nel BLDC devono essere affrontati, in particolare bisogna risolvere problemi di osservazione e identificazione. Durante la procedura di avviamento, efficienti strategie di self-commissioning vengono adottate per l’identificazione dei parametri elettrici. Per la fase di funzionamento nominale viene proposto un osservatore composto da diversi componenti interfacciati tra loro tramite un filtro complementare, il tutto al fine di ottenere una stima di posizione e velocità depurata dai disturbi. In merito al funzionamento in catena chiusa, vengono esposte valutazioni preliminari sulla stabilità e sulla qualità del controllo. Infine, per provare la validità degli algoritmi proposti, vengono mostrati i risultati delle prove sperimentali condotte su un tipico azionamento per UAV, pilotato da una scheda elettronica progettata appositamente per l’applicazione in questione. Vengono fornite inoltre indicazioni sull’implementazione degli algoritmi studiati, in particolare considerazioni sull’uso delle operazioni a virgola fissa per velocizzare l'esecuzione.

ProgettoCNR Energy+: metodo di calcolo semplificato per la scomposizione della radiazione solare globale e la stima della produzione da fotovoltaico

Scopo del presente lavoro è la presentazione del codice di calcolo semplificato adoperato nella sezione “Simulatore fotovoltaico” presente sul portale www.energia.cnr.it del progetto CNR ENERGY+. Utilizzando i valori reali di radiazione solare misurati dalle stazioni meteorologiche installate presso alcune sedi del CNR il codice, con appropriati algoritmi, generala scomposizione della radiazione sul piano orizzontale e su superfici inclinate e variamente orientate, in modo da pervenire alla potenza prodotta da un ipotetico impianto fotovoltaico posto sullo stesso sito di ubicazione della stazione.

Metodi numerici per la definizione e soluzione di modelli probabilistici complessi per l’ingegneria della manutenzione.

Negli ultimi anni, lo scenario di crescente competizione su cui si affaccia il mercato ha spinto le aziende a interessarsi sempre più frequentemente all’ingegneria della manutenzione, allo scopo di avvalersi di tecniche che permettano di pianificare strategie di manutenzione per i sistemi produttivi che siano efficaci nel minimizzare i costi di gestione garantendo prestazioni e livelli di sicurezza elevati. Le tecniche analitiche tipiche dell’ingegneria della manutenzione sono nate in settori industriali che richiedono elevati livelli di progresso tecnologico (aeronautico, nucleare), e si basano su ipotesi specifiche stringenti, che risultano limitanti nel panorama sempre più vasto ed eterogeneo in cui ne si richiede l’applicazione. D’altra parte, la rimozione di tali ipotesi rende necessario il ricorso a tecniche di risoluzione numeriche. In questa tesi si definisce un nuovo modello che permetta di caratterizzare un sistema di produzione tenendo conto di tutti i possibili aspetti di interesse nell’ambito dell’ingegneria della manutenzione. Inoltre, sono descritti gli algoritmi definiti per la risoluzione di tale modello.

Implementazione e benchmarking dell'algoritmo QDANet PRO per l'analisi di big data genomici

Dato il recente avvento delle tecnologie NGS, in grado di sequenziare interi genomi umani in tempi e costi ridotti, la capacità di estrarre informazioni dai dati ha un ruolo fondamentale per lo sviluppo della ricerca. Attualmente i problemi computazionali connessi a tali analisi rientrano nel topic dei Big Data, con databases contenenti svariati tipi di dati sperimentali di dimensione sempre più ampia. Questo lavoro di tesi si occupa dell'implementazione e del benchmarking dell'algoritmo QDANet PRO, sviluppato dal gruppo di Biofisica dell'Università di Bologna: il metodo consente l'elaborazione di dati ad alta dimensionalità per l'estrazione di una Signature a bassa dimensionalità di features con un'elevata performance di classificazione, mediante una pipeline d'analisi che comprende algoritmi di dimensionality reduction. Il metodo è generalizzabile anche all'analisi di dati non biologici, ma caratterizzati comunque da un elevato volume e complessità, fattori tipici dei Big Data. L'algoritmo QDANet PRO, valutando la performance di tutte le possibili coppie di features, ne stima il potere discriminante utilizzando un Naive Bayes Quadratic Classifier per poi determinarne il ranking. Una volta selezionata una soglia di performance, viene costruito un network delle features, da cui vengono determinate le componenti connesse. Ogni sottografo viene analizzato separatamente e ridotto mediante metodi basati sulla teoria dei networks fino all'estrapolazione della Signature finale. Il metodo, già precedentemente testato su alcuni datasets disponibili al gruppo di ricerca con riscontri positivi, è stato messo a confronto con i risultati ottenuti su databases omici disponibili in letteratura, i quali costituiscono un riferimento nel settore, e con algoritmi già esistenti che svolgono simili compiti. Per la riduzione dei tempi computazionali l'algoritmo è stato implementato in linguaggio C++ su HPC, con la parallelizzazione mediante librerie OpenMP delle parti più critiche.

Sviluppo di un sistema integrato per rampe isocrone di temperatura

Lo scopo del presente lavoro è la realizzazione e l'ottimizzazione di un software che, tramite l'utilizzo di un controllo automatico Proporzionale-Integrativo-Derivativo: PID, gestisca la temperatura di un fornetto in camera a vuoto. È necessario che il sistema sia in grado di eseguire rampe regolari di temperatura di diversa pendenza scelta dall'utente, in modo che possa essere utilizzato in futuro per esperimenti di Desorbimento Termico da parte di vari materiali. La tesi è così suddivisa, nel primo capitolo sono illustrati i concetti teorici di base utilizzati nello sviluppo dei controlli automatici. Nel secondo capitolo è descritta la parte hardware: sono mostrate le diverse sezioni che compongono il fornetto e la camera a vuoto, è inoltre illustrato il cablaggio che permette l'interfaccia del forno alla scheda Arduino ed al software LabVIEW. La terza sezione è dedicata agli studi svolti per la realizzazione del sistema di controllo PID e per la sua ottimizzazione. Il quarto capitolo è invece dedicato alla descrizione del software creato per la gestione del fornetto. Nel quinto capitolo sono infine mostrati i metodi utilizzati per il calcolo delle costanti operative del PID ed i risultati sperimentali ottenuti.

A ‘cost-per-wear’ model based on contact lens replacement frequency

Purpose: The aim was to construct and advise on the use of a cost-per-wear model based on contact lens replacement frequency, to form an equitable basis for cost comparison. ---------- Methods: The annual cost of professional fees, contact lenses and solutions when wearing daily, two-weekly and monthly replacement contact lenses is determined in the context of the Australian market for spherical, toric and multifocal prescription types. This annual cost is divided by the number of times lenses are worn per year, resulting in a ‘cost-per-wear’. The model is presented graphically as the cost-per-wear versus the number of times lenses are worn each week for daily replacement and reusable (two-weekly and monthly replacement) lenses.---------- Results: The cost-per-wear for two-weekly and monthly replacement spherical lenses is almost identical but decreases with increasing frequency of wear. The cost-per-wear of daily replacement spherical lenses is lower than for reusable spherical lenses, when worn from one to four days per week but higher when worn six or seven days per week. The point at which the cost-per-wear is virtually the same for all three spherical lens replacement frequencies (approximately AUD$3.00) is five days of lens wear per week. A similar but upwardly displaced (higher cost) pattern is observed for toric lenses, with the cross-over point occurring between three and four days of wear per week (AUD$4.80). Multifocal lenses have the highest price, with cross-over points for daily versus two-weekly replacement lenses at between four and five days of wear per week (AUD$5.00) and for daily versus monthly replacement lenses at three days per week (AUD$5.50).---------- Conclusions: This cost-per-wear model can be used to assist practitioners and patients in making an informed decision in relation to the cost of contact lens wear as one of many considerations that must be taken into account when deciding on the most suitable lens replacement modality.

Fair flow control of ABR service by per-VC virtual queuing

In this paper, a rate-based flow control scheme based upon per-VC virtual queuing is proposed for the Available Bit Rate (ABR) service in ATM. In this scheme, each VC in a shared buffer is assigned a virtual queue, which is a counter. To achieve a specific kind of fairness, an appropriate scheduler is applied to the virtual queues. Each VC's bottleneck rate (fair share) is derived from its virtual cell departure rate. This approach of deriving a VC's fair share is simple and accurate. By controlling each VC with respect to its virtual queue and queue build-up in the shared buffer, network congestion is avoided. The principle of the control scheme is first illustrated by max–min flow control, which is realised by scheduling the virtual queues in round-robin. Further application of the control scheme is demonstrated with the achievement of weighted fairness through weighted round robin scheduling. Simulation results show that with a simple computation, the proposed scheme achieves the desired fairness exactly and controls network congestion effectively.

Bollywood Extras

"Bollywood Extras" has been described as a bit like Vladimir Nabokov's "Lolita" (1955) meets Nathanael West's "Day of the Locust" (1939). Unlike those two classics, this new novel by Dr D. Bruno Starrs is set in 21st Century India's Hindi-language film industry epicenter known as 'Bollywood', Mumbai's answer to America's 'Hollywood'. And there is another major difference: the story (i.e. the narrative interaction between an American Extras Casting Agent, 'Dr Arden Pyle', an under-age wannabe Bollywood starlet, 'Chandy', and the despicable but wealthy Indian man who stalks her, 'Ishmail'), is all staged against a backdrop of rabid religious terrorism. Written with the unique black comedic and literary flair Dr D. Bruno Starrs is renown for, this, his 3rd full-length novel, boldly captures the feel of Mumbai and the small-time players in its big-time film industry, with style, humor and originality. Tom Flood, winner of the Miles Franklin Literary Award and founder of Flood Manuscripts, said this of the novel's second last draft: "What is best about 'Bollywood Extras' will likely be its albatross in the sliced bread world of mainstream publishing. Three strengths that make the work what it is - the length, the style, the intellectual capital - will be three strikes against it when it comes to the money. While I delight in rich language and agile invention, I've given you the reasons the trade ('legit') presses won't take 'Bollywood Extras'. Do I think you should you change it? No. I like it. Why ruin an interesting work for money?" As a professional assessor, Flood did, of course, offer many suggestions and these were duly implemented, although the author steadfastly adhered to the style he had already cemented, thus not changing in anyway what Flood refers to as its three strengths. Dr Starrs knew (having accessed Flood's professional services previously) that a 'Thumbs Up' from the best manuscript assessor in the country meant that Bollywood Extras was ready to be birthed. So, here it is: Dr Starrs has delivered his 3rd baby and 'christened' it "Bollywood Extras"!

Compensation for lost services of an employee : pure economic loss and per quod action

Under the common law an employer may take action against a defendant for the loss of an employee’s services due to the act of the defendant (per quod servitium amisit - by reason of which the services were lost). The High Court has recently affirmed the existence of this ancient tort in Barclay v Penberthy [2012] HCA 40.

PV string per-module maximum power point enabling converters

Many grid connected PV installations consist of a single series string of PV modules and a single DC-AC inverter. This efficiency of this topology can be enhanced with additional low power, low cost per panel converter modules. Most current flows directly in the series string which ensures high efficiency. However parallel Cúk or buck-boost DC-DC converters connected across each adjacent pair of modules now support any desired current difference between series connected PV modules. Each converter “shuffles” the desired difference in PV module currents between two modules and so on up the string. Spice simulations show that even with poor efficiency, these modules can make a significant improvement to the overall power which can be recovered from partially shaded PV strings.

Second-order elastic finite element analysis of steel structures using a single element per member

Finite element frame analysis programs targeted for design office application necessitate algorithms which can deliver reliable numerical convergence in a practical timeframe with comparable degrees of accuracy, and a highly desirable attribute is the use of a single element per member to reduce computational storage, as well as data preparation and the interpretation of the results. To this end, a higher-order finite element method including geometric non-linearity is addressed in the paper for the analysis of elastic frames for which a single element is used to model each member. The geometric non-linearity in the structure is handled using an updated Lagrangian formulation, which takes the effects of the large translations and rotations that occur at the joints into consideration by accumulating their nodal coordinates. Rigid body movements are eliminated from the local member load-displacement relationship for which the total secant stiffness is formulated for evaluating the large member deformations of an element. The influences of the axial force on the member stiffness and the changes in the member chord length are taken into account using a modified bowing function which is formulated in the total secant stiffness relationship, for which the coupling of the axial strain and flexural bowing is included. The accuracy and efficiency of the technique is verified by comparisons with a number of plane and spatial structures, whose structural response has been reported in independent studies.

Second-order elastic finite element analysis of structures using a single element per member

Finite element frame analysis programs targeted for design office application necessitate algorithms which can deliver reliable numerical convergence in a practical timeframe with comparable degrees of accuracy, and a highly desirable attribute is the use of a single element per member to reduce computational storage, as well as data preparation and the interpretation of the results. To this end, a higher-order finite element method including geometric non-linearity is addressed in the paper for the analysis of elastic frames for which a single element is used to model each member. The geometric non-linearity in the structure is handled using an updated Lagrangian formulation, which takes the effects of the large translations and rotations that occur at the joints into consideration by accumulating their nodal coordinates. Rigid body movements are eliminated from the local member load-displacement relationship for which the total secant stiffness is formulated for evaluating the large member deformations of an element. The influences of the axial force on the member stiffness and the changes in the member chord length are taken into account using a modified bowing function which is formulated in the total secant stiffness relationship, for which the coupling of the axial strain and flexural bowing is included.

Planes, trains, automobiles and the action per quod servitium amisit

The action per quod servitium amisit compensates an employer for the loss of an employee’s services, where such loss is caused due to the commission of a tort by a third party which injures the employee. Although not commonly pleaded, such actions often arise when employees are harmed due to transportation accidents. For example, where allowed, physical injury caused by the negligent driving of automobiles, and the psychiatric injury suffered by an engine driver upon averting a collision with a motorcyclist crossing before an oncoming train...