The untethered facilities manager

Facilities managers have a host of skills to sustain the functionality of complex buildings, often not provided by them directly, but by the team of specialists they draw upon to effectively plan for the future, whether the resource be money, space or technology. Building intelligence presents a challenge in terms of understanding a wholly new approach to the building management. This paper asks if the intelligent building of today meets the needs of the facilities management team. Does it enable them to manage their asset more effectively? New technologies are converging that will enable a radically new approach to maintenance, enabling remote smart sensing or remote condition based monitoring (CBM). Some of the design and economic issues that arise from this radically new approach to managing built assets are highlighted and the possibilities for a maintenance environment, where wires, power cables and data loggers become a thing of the past, is described.

Generating virtual environments to allow increased access to the built environment

The problems encountered by individuals with disabilities when accessing large public buildings is described and a solution based on the generation of virtual models of the built environment is proposed. These models are superimposed on a control network infrastructure, currently utilised in intelligent building applications such as lighting, heating and access control. The use of control network architectures facilitates the creation of distributed models that closely mirror both the physical and control properties of the environment. The model of the environment is kept local to the installation which allows the virtual representation of a large building to be decomposed into an interconnecting series of smaller models. This paper describes two methods of interacting with the virtual model, firstly a two dimensional aural representation that can be used as the basis of a portable navigational device. Secondly an augmented reality called DAMOCLES that overlays additional information on a user’s normal field of view. The provision of virtual environments offers new possibilities in the man-machine interface so that intuitive access to network based services and control functions can be given to a user.

Model Based On-Line Energy Prediction System for Semi-Autonomous Mobile Robots

Maximizing energy autonomy is a consistent challenge when deploying mobile robots in ionizing radiation or other hazardous environments. Having a reliable robot system is essential for successful execution of missions and to avoid manual recovery of the robots in environments that are harmful to human beings. For deployment of robots missions at short notice, the ability to know beforehand the energy required for performing the task is essential. This paper presents a on-line method for predicting energy requirements based on the pre-determined power models for a mobile robot. A small mobile robot, Khepera III is used for the experimental study and the results are promising with high prediction accuracy. The applications of the energy prediction models in energy optimization and simulations are also discussed along with examples of significant energy savings.

Como construir com inteligência

A seleção deste tema deve-se ao fato de para além de ser um tema bastante interessante, o fato de possuir também uma perspetiva futura muito interessante, sobretudo quando contextualizado como solução de problemas tais como dependência energética, poluição e excesso de população. Apesar de muitos dos conceitos ligados ao tema não serem assim tão recentes, a verdade é que os recentes avanços tecnológicos, (informática e robótica), associados a novas ideologias, (preservação do meio ambiente e energias renováveis), e a diferentes conjunturas, nomeadamente a crise económica de 2009, trouxe uma nova perspetiva sobre o tema e sobre as suas potencialidades. Consultando a Internet é possível reunir varias informações sobre como construir com inteligência passando por temáticas como os edifícios Inteligentes, a sustentabilidade ou até mesmo os serviços de saúde em casa, contudo ainda é algo difícil perceber qual a importância que estes aspetos podem vir a desempenhar no futuro. Isto advém em grande medida, da própria dificuldade dos autores em concordar sobre o que realmente é um edifício inteligente e qual pode ser a sua importância para as cidades no futuro. Desta forma o objetivo deste trabalho passa por abordar os conceitos base do que são edifícios inteligentes desde a sua génese até ao presente, não só a partir do ponto de vista tecnológico como também do ponto de vista ambiental e da forma como estes se articulam, principalmente num período de dificuldade económica como o vivido nos dias de hoje. Hoje em dia torna-se demasiado redutor só pensar os edifícios inteligentes a partir da sua componente tecnológica uma vez que a sua adaptabilidade permite que sejam uma solução para um número muito maior de problemas, alguns dos quais onde a componente tecnológica perde o seu lugar de destaque para a componente ambiental, onde um design inteligente pode potenciar grandes melhorias com o mínimo de gastos económicos. Em conclusão um edifício Inteligente é nos dias de hoje muito mais que a soma das suas partes seja ela tecnológica, económica ou ambiental. A “verdadeira” Inteligência está em conjugar o melhor de cada vertente potenciando o que têm de melhor de forma a proporcionarem uma qualidade de vida acrescida ao utilizador sem comprometer o meio e sem implicar gastos económicos incomportáveis.

Towards an intelligent graphical interface for linear programming modelling

The increase of computing power of the microcomputers has stimulated the building of direct manipulation interfaces that allow graphical representation of Linear Programming (LP) models. This work discusses the components of such a graphical interface as the basis for a system to assist users in the process of formulating LP problems. In essence, this work proposes a methodology which considers the modelling task as divided into three stages which are specification of the Data Model, the Conceptual Model and the LP Model. The necessity for using Artificial Intelligence techniques in the problem conceptualisation and to help the model formulation task is illustrated.

A methodology for building energy modelling and calibration in warm climates

In the last 7 years, a method has been developed to analyse building energy performance using computer simulation, in Brazil. The method combines analysis of building design plans and documentation, walk-through visits, electric and thermal measurements and the use of an energy simulation tool (DOE-2.1E code), The method was used to model more than 15 office buildings (more than 200 000 m(2)), located between 12.5degrees and 27.5degrees South latitude. The paper describes the basic methodology, with data for one building and presents additional results for other six cases. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

An Interval Intelligent-based Approach for Fault Detection and Modelling

Not considered in the analytical model of the plant, uncertainties always dramatically decrease the performance of the fault detection task in the practice. To cope better with this prevalent problem, in this paper we develop a methodology using Modal Interval Analysis which takes into account those uncertainties in the plant model. A fault detection method is developed based on this model which is quite robust to uncertainty and results in no false alarm. As soon as a fault is detected, an ANFIS model is trained in online to capture the major behavior of the occurred fault which can be used for fault accommodation. The simulation results understandably demonstrate the capability of the proposed method for accomplishing both tasks appropriately

Building a Social Accounting Matrix within the ESA95 Framework: Obtaining a Dataset for Applied General Equilibrium Modelling

This research provides a description of the process followed in order to assemble a "Social Accounting Matrix" for Spain corresponding to the year 2000 (SAMSP00). As argued in the paper, this process attempts to reconcile ESA95 conventions with requirements of applied general equilibrium modelling. Particularly, problems related to the level of aggregation of net taxation data, and to the valuation system used for expressing the monetary value of input-output transactions have deserved special attention. Since the adoption of ESA95 conventions, input-output transactions have been preferably valued at basic prices, which impose additional difficulties on modellers interested in computing applied general equilibrium models. This paper addresses these difficulties by developing a procedure that allows SAM-builders to change the valuation system of input-output transactions conveniently. In addition, this procedure produces new data related to net taxation information.

Building a Social Accounting Matrix within the ESA95 Framework: Obtaining a Dataset for Applied General Equilibrium Modelling

This research provides a description of the process followed in order to assemble a "Social Accounting Matrix" for Spain corresponding to the year 2000 (SAMSP00). As argued in the paper, this process attempts to reconcile ESA95 conventions with requirements of applied general equilibrium modelling. Particularly, problems related to the level of aggregation of net taxation data, and to the valuation system used for expressing the monetary value of input-output transactions have deserved special attention. Since the adoption of ESA95 conventions, input-output transactions have been preferably valued at basic prices, which impose additional difficulties on modellers interested in computing applied general equilibrium models. This paper addresses these difficulties by developing a procedure that allows SAM-builders to change the valuation system of input-output transactions conveniently. In addition, this procedure produces new data related to net taxation information.

An Interval Intelligent-based Approach for Fault Detection and Modelling

Not considered in the analytical model of the plant, uncertainties always dramatically decrease the performance of the fault detection task in the practice. To cope better with this prevalent problem, in this paper we develop a methodology using Modal Interval Analysis which takes into account those uncertainties in the plant model. A fault detection method is developed based on this model which is quite robust to uncertainty and results in no false alarm. As soon as a fault is detected, an ANFIS model is trained in online to capture the major behavior of the occurred fault which can be used for fault accommodation. The simulation results understandably demonstrate the capability of the proposed method for accomplishing both tasks appropriately

Modelling stereoscopic vision systems for robotic applications

Aquesta tesi s'emmarca dins del projecte CICYT TAP 1999-0443-C05-01. L'objectiu d'aquest projecte és el disseny, implementació i avaluació de robots mòbils, amb un sistema de control distribuït, sistemes de sensorització i xarxa de comunicacions per realitzar tasques de vigilància. Els robots han de poder-se moure per un entorn reconeixent la posició i orientació dels diferents objectes que l'envolten. Aquesta informació ha de permetre al robot localitzar-se dins de l'entorn on es troba per poder-se moure evitant els possibles obstacles i dur a terme la tasca encomanada. El robot ha de generar un mapa dinàmic de l'entorn que serà utilitzat per localitzar la seva posició. L'objectiu principal d'aquest projecte és aconseguir que un robot explori i construeixi un mapa de l'entorn sense la necessitat de modificar el propi entorn. Aquesta tesi està enfocada en l'estudi de la geometria dels sistemes de visió estereoscòpics formats per dues càmeres amb l'objectiu d'obtenir informació geomètrica 3D de l'entorn d'un vehicle. Aquest objectiu tracta de l'estudi del modelatge i la calibració de càmeres i en la comprensió de la geometria epipolar. Aquesta geometria està continguda en el que s'anomena emph{matriu fonamental}. Cal realitzar un estudi del càlcul de la matriu fonamental d'un sistema estereoscòpic amb la finalitat de reduir el problema de la correspondència entre dos plans imatge. Un altre objectiu és estudiar els mètodes d'estimació del moviment basats en la geometria epipolar diferencial per tal de percebre el moviment del robot i obtenir-ne la posició. Els estudis de la geometria que envolta els sistemes de visió estereoscòpics ens permeten presentar un sistema de visió per computador muntat en un robot mòbil que navega en un entorn desconegut. El sistema fa que el robot sigui capaç de generar un mapa dinàmic de l'entorn a mesura que es desplaça i determinar quin ha estat el moviment del robot per tal de emph{localitzar-se} dins del mapa. La tesi presenta un estudi comparatiu dels mètodes de calibració de càmeres més utilitzats en les últimes dècades. Aquestes tècniques cobreixen un gran ventall dels mètodes de calibració clàssics. Aquest mètodes permeten estimar els paràmetres de la càmera a partir d'un conjunt de punts 3D i de les seves corresponents projeccions 2D en una imatge. Per tant, aquest estudi descriu un total de cinc tècniques de calibració diferents que inclouen la calibració implicita respecte l'explicita i calibració lineal respecte no lineal. Cal remarcar que s'ha fet un gran esforç en utilitzar la mateixa nomenclatura i s'ha estandaritzat la notació en totes les tècniques presentades. Aquesta és una de les dificultats principals a l'hora de poder comparar les tècniques de calibració ja què cada autor defineix diferents sistemes de coordenades i diferents conjunts de paràmetres. El lector és introduït a la calibració de càmeres amb la tècnica lineal i implícita proposada per Hall i amb la tècnica lineal i explicita proposada per Faugeras-Toscani. A continuació es passa a descriure el mètode a de Faugeras incloent el modelatge de la distorsió de les lents de forma radial. Seguidament es descriu el conegut mètode proposat per Tsai, i finalment es realitza una descripció detallada del mètode de calibració proposat per Weng. Tots els mètodes són comparats tant des del punt de vista de model de càmera utilitzat com de la precisió de la calibració. S'han implementat tots aquests mètodes i s'ha analitzat la precisió presentant resultats obtinguts tant utilitzant dades sintètiques com càmeres reals. Calibrant cada una de les càmeres del sistema estereoscòpic es poden establir un conjunt de restriccions geomètri ques entre les dues imatges. Aquestes relacions són el que s'anomena geometria epipolar i estan contingudes en la matriu fonamental. Coneixent la geometria epipolar es pot: simplificar el problema de la correspondència reduint l'espai de cerca a llarg d'una línia epipolar; estimar el moviment d'una càmera quan aquesta està muntada sobre un robot mòbil per realitzar tasques de seguiment o de navegació; reconstruir una escena per aplicacions d'inspecció, propotipatge o generació de motlles. La matriu fonamental s'estima a partir d'un conjunt de punts en una imatges i les seves correspondències en una segona imatge. La tesi presenta un estat de l'art de les tècniques d'estimació de la matriu fonamental. Comença pels mètode lineals com el dels set punts o el mètode dels vuit punts, passa pels mètodes iteratius com el mètode basat en el gradient o el CFNS, fins arribar las mètodes robustos com el M-Estimators, el LMedS o el RANSAC. En aquest treball es descriuen fins a 15 mètodes amb 19 implementacions diferents. Aquestes tècniques són comparades tant des del punt de vista algorísmic com des del punt de vista de la precisió que obtenen. Es presenten el resultats obtinguts tant amb imatges reals com amb imatges sintètiques amb diferents nivells de soroll i amb diferent quantitat de falses correspondències. Tradicionalment, l'estimació del moviment d'una càmera està basada en l'aplicació de la geometria epipolar entre cada dues imatges consecutives. No obstant el cas tradicional de la geometria epipolar té algunes limitacions en el cas d'una càmera situada en un robot mòbil. Les diferencies entre dues imatges consecutives són molt petites cosa que provoca inexactituds en el càlcul de matriu fonamental. A més cal resoldre el problema de la correspondència, aquest procés és molt costós en quant a temps de computació i no és gaire efectiu per aplicacions de temps real. En aquestes circumstàncies les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera solen basar-se en el flux òptic i en la geometria epipolar diferencial. En la tesi es realitza un recull de totes aquestes tècniques degudament classificades. Aquests mètodes són descrits unificant la notació emprada i es remarquen les semblances i les diferencies entre el cas discret i el cas diferencial de la geometria epipolar. Per tal de poder aplicar aquests mètodes a l'estimació de moviment d'un robot mòbil, aquest mètodes generals que estimen el moviment d'una càmera amb sis graus de llibertat, han estat adaptats al cas d'un robot mòbil que es desplaça en una superfície plana. Es presenten els resultats obtinguts tant amb el mètodes generals de sis graus de llibertat com amb els adaptats a un robot mòbil utilitzant dades sintètiques i seqüències d'imatges reals. Aquest tesi finalitza amb una proposta de sistema de localització i de construcció d'un mapa fent servir un sistema estereoscòpic situat en un robot mòbil. Diverses aplicacions de robòtica mòbil requereixen d'un sistema de localització amb l'objectiu de facilitar la navegació del vehicle i l'execució del les trajectòries planificades. La localització es sempre relativa al mapa de l'entorn on el robot s'està movent. La construcció de mapes en un entorn desconegut és una tasca important a realitzar per les futures generacions de robots mòbils. El sistema que es presenta realitza la localització i construeix el mapa de l'entorn de forma simultània. A la tesi es descriu el robot mòbil GRILL, que ha estat la plataforma de treball emprada per aquesta aplicació, amb el sistema de visió estereoscòpic que s'ha dissenyat i s'ha muntat en el robot. També es descriu tots el processos que intervenen en el sistema de localització i construcció del mapa. La implementació d'aquest processos ha estat possible gràcies als estudis realitzats i presentats prèviament (calibració de càmeres, estimació de la matriu fonamental, i estimació del moviment) sense els quals no s'hauria pogut plantejar aquest sistema. Finalment es presenten els mapes en diverses trajectòries realitzades pel robot GRILL en el laboratori. Les principals contribucions d'aquest treball són: ·Un estat de l'art sobre mètodes de calibració de càmeres. El mètodes són comparats tan des del punt de vista del model de càmera utilitzat com de la precisió dels mètodes. ·Un estudi dels mètodes d'estimació de la matriu fonamental. Totes les tècniques estudiades són classificades i descrites des d'un punt de vista algorísmic. ·Un recull de les tècniques d'estimació del moviment d'una càmera centrat en el mètodes basat en la geometria epipolar diferencial. Aquestes tècniques han estat adaptades per tal d'estimar el moviment d'un robot mòbil. ·Una aplicació de robòtica mòbil per tal de construir un mapa dinàmic de l'entorn i localitzar-se per mitja d'un sistema estereoscòpic. L'aplicació presentada es descriu tant des del punt de vista del maquinari com del programari que s'ha dissenyat i implementat.

Modelling for planning building design - a critique of available approaches

This paper reviews four approaches used to create rational tools to aid the planning and the management of the building design process and then proposes a fifth approach. The new approach that has been developed is based on the mechanical aspects of technology rather than subjective design issues. The knowledge base contains, for each construction technology, a generic model of the detailed design process. Each activity in the process is specified by its input and output information needs. By connecting the input demands of one technology with the output supply from another technology a map or network of design activity is formed. Thus, it is possible to structure a specific model from the generic knowledge base within a KBE system.