Perception and software architecture for mobile robotics

When developing software for autonomous mobile robots, one has to inevitably tackle some kind of perception. Moreover, when dealing with agents that possess some level of reasoning for executing their actions, there is the need to model the environment and the robot internal state in a way that it represents the scenario in which the robot operates. Inserted in the ATRI group, part of the IEETA research unit at Aveiro University, this work uses two of the projects of the group as test bed, particularly in the scenario of robotic soccer with real robots. With the main objective of developing algorithms for sensor and information fusion that could be used e ectively on these teams, several state of the art approaches were studied, implemented and adapted to each of the robot types. Within the MSL RoboCup team CAMBADA, the main focus was the perception of ball and obstacles, with the creation of models capable of providing extended information so that the reasoning of the robot can be ever more e ective. To achieve it, several methodologies were analyzed, implemented, compared and improved. Concerning the ball, an analysis of ltering methodologies for stabilization of its position and estimation of its velocity was performed. Also, with the goal keeper in mind, work has been done to provide it with information of aerial balls. As for obstacles, a new de nition of the way they are perceived by the vision and the type of information provided was created, as well as a methodology for identifying which of the obstacles are team mates. Also, a tracking algorithm was developed, which ultimately assigned each of the obstacles a unique identi er. Associated with the improvement of the obstacles perception, a new algorithm of estimating reactive obstacle avoidance was created. In the context of the SPL RoboCup team Portuguese Team, besides the inevitable adaptation of many of the algorithms already developed for sensor and information fusion and considering that it was recently created, the objective was to create a sustainable software architecture that could be the base for future modular development. The software architecture created is based on a series of di erent processes and the means of communication among them. All processes were created or adapted for the new architecture and a base set of roles and behaviors was de ned during this work to achieve a base functional framework. In terms of perception, the main focus was to de ne a projection model and camera pose extraction that could provide information in metric coordinates. The second main objective was to adapt the CAMBADA localization algorithm to work on the NAO robots, considering all the limitations it presents when comparing to the MSL team, especially in terms of computational resources. A set of support tools were developed or improved in order to support the test and development in both teams. In general, the work developed during this thesis improved the performance of the teams during play and also the e ectiveness of the developers team when in development and test phases.

Antioxidant and phenolic compounds in sweet potato peels and leaves: food applications and health benefits

Tese de doutoramento, Ciências Biotecnológicas (Biotecnologia Alimentar), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

Derivation and consistency checking of models in early software product line engineering

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Informática

Caractérisation de la région promotrice du gène codant pour le récepteur du peptide insulinotrope dépendant du glucose humain

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Une méthode d'évaluation fiable pour mesurer les caractéristiques psychoacoustiques de l'acouphène.

Le diagnostic de l’acouphène repose sur le rapport verbal du patient. Cependant, les paramètres psychoacoustiques, tels que la hauteur et la sonie de l’acouphène, sont essentiels pour l’évaluation et pour discriminer les fausses plaintes. Quantifier le percept de l’acouphène reste un objectif de recherche important. Nous avons cherché à: (1) évaluer la précision d'une nouvelle méthode d'évaluation des acouphènes du type « likeness rating » avec une méthode de présentation continue de la hauteur, en considérant la formation musicale, et (2) vérifier si les mesures psychoacoustiques de l’acouphène ont la sensibilité et la spécificité pour détecter les personnes simulant un acouphène. Nous avons recruté des musiciens et des non-musiciens souffrant d'acouphènes et des simulateurs sans acouphènes. La plupart d’entre eux ont été testés une seconde fois quelques semaines plus tard. La hauteur de l’acouphène a d’abord été évaluée en utilisant la méthode « likness rating ». Des sons purs ont été présentés de manière aléatoire de 0.25 kHz à 16 kHz et les participants devaient coter la ressemblance de chaque son par rapport à leur acouphène, et en ajuster son volume de 0 à 100 dB SPL. La hauteur a ensuite été évaluée par une méthode, où les participants devaient apparier la hauteur de leur acouphène en déplaçant leur doigt sur une bande tactile générant des sons purs en continu de 0.5 kHz à 20 kHz par pas de 1 Hz. Les capacités à apparier des sons externes ont été évaluées en utilisant cet appareil. La hauteur prédominante de l’acouphène était similaire entre les deux méthodes pour les musiciens et les non-musiciens, bien que les musiciens montraient de meilleures capacités d’appariement face à des sons externes. Les simulateurs ont coté la sonie bien au-dessus que les autres groupes avec un grand degré de spécificité (94,4%), et ont été inconsistants dans l’appariement de cette sonie (pas de la hauteur) d’une session à une autre. Les données de la seconde session montrent des réponses similaires pour l’appariement de la hauteur pour les deux méthodes ainsi que pour tous nos participants. En conclusion, la hauteur et la sonie correspondent au percept de l’acouphène et doivent en plus être utilisées avec des échelles visuelles analogiques, qui sont plus corrélées avec la gêne et la détresse. Enfin, l’appariement de la sonie est sensible et spécifique à déterminer la présence de l’acouphène.

Développement de la sensibilité des neurones du collicule supérieur à la durée de la stimulation auditive

Chez plusieurs espèces, les neurones auditifs sensibles à la durée de la stimulation sont présents au niveau des collicules inférieurs. Toutefois, le décours temporel de leur développement fonctionnel est inconnu. Étant donné que le collicule supérieur est l’un des principaux relais sous-cortical impliqué dans l’intégration des stimuli audio-visuels, nous voulons déterminer si le collicule supérieur du rat contient de tels neurones et s’ils sont sensibles et sélectifs à différentes durées de stimulation auditive. De plus, l'originalité de cette étude est de déterminer les étapes de leur maturation fonctionnelle. Des enregistrements neuronaux unitaires et extra-cellulaires sont effectués dans le collicule supérieur de rats juvéniles (P15-P18, P21-P24, P27-P30) et adultes anesthésiés. La sensibilité à la durée est déterminée lors de la présentation de bruits gaussiens (2-10 dB SPL au-dessus du seuil) de durées variables (3-100 ms). Seulement un faible pourcentage des neurones du collicule supérieur est de type passe-bande (3-9% des neurones parmi les ratons et 20% chez les rats adultes). Une différence significative de la distribution entre les différents types de neurones auditifs sensibles à la durée est présente au cours du développement: les neurones de type passe-haut (63-75%) sont présents en majorité chez les groupes juvéniles alors que 43% des neurones sont de type insensible à la durée de la stimulation auditive chez les rats adultes. Ces résultats montrent qu’une population importante de neurones auditifs du collicule supérieur du rat est sensible à la durée des signaux sonores et qu’un développement fonctionnel important survient au cours du premier mois postnatal.

Performance analysis of double digit decimal multiplier on various FPGA logic families

Decimal multiplication is an integral part of financial, commercial, and internet-based computations. This paper presents a novel double digit decimal multiplication (DDDM) technique that performs 2 digit multiplications simultaneously in one clock cycle. This design offers low latency and high throughput. When multiplying two n-digit operands to produce a 2n-digit product, the design has a latency of (n / 2) 1 cycles. The paper presents area and delay comparisons for 7-digit, 16-digit, 34-digit double digit decimal multipliers on different families of Xilinx, Altera, Actel and Quick Logic FPGAs. The multipliers presented can be extended to support decimal floating-point multiplication for IEEE P754 standard

La acústica de los auditorios en centros de enseñanza musical. El conservatorio de Palencia.

Resumen en inglés

Splish splash!

Fotografías y texto se combinan para ayudar a los bebés a explorar su mundo por medio de texturas asociadas con el baño. Desde una toalla mullida a una corriente de agua.

Evaluación cognitiva de la lectura y la escritura : batería BECOLE.

Se pretende analizar, desde la perspectiva psicolingüística, la relación existente entre la eficacia de las habilidades de lectura y escritura de los sujetos normales de los niveles educativos de tercero de educación primaria a primero de educación secundaria (entre 8 y 13 años), y los procesos cognitivos que, siendo ajenos al sistema de procesamiento lingüístico (SPL), en general, o a los mecanismos del lenguaje escrito, en particular, colaboran con estos en dicha eficacia. 405 sujetos de tercero, cuarto y sexto nivel de Educación Primaria, pertenecientes a colegios públicos y privados de la Comunidad de Madrid y de Castilla-La Mancha. El nivel I de la prueba se aplicó inicialmente a unos 145 sujetos del tercer nivel de Educació Primaria (EP), el nivel II se aplicó a 135 sujetos de cuarto nivel de EP, y el nivel III se aplicó a 125 sujetos del nivel sexto de EP. Los instrumentos elaborados que componen la Batería de Evaluación Cognitiva de la Lectura y la Escritura (BECOLE) utilizados en la investigación. Pruebas utilizadas en los procesos de comprensión (lectura): nivel léxico-semántico: prueba de lectura de palabras, pseudopalabras y pseudohomófonos en voz alta; prueba de ajuste gramatical; prueba de comprensión de órdenes. Pruebas de comprensión de estructuras sintácticas-semánticas (nivel de texto). Prueba de estructuras de comprensión lectora de textos; prueba de estructuras de comprensión con dibujos; prueba de estructuras de comprensión de texto. También hay pruebas implicadas en los procesos de producción (escritura): A) nivel sintáctico-semántico a nivel de oración: prueba de ordenación de palabras para formar una oración, prueba de construcción de estructuras sintácticas; B) nivel sintáctico-semántico a nivel de texto: prueba de estrategias de comprensión-producción con textos; C) nivel sintáctico-semántico a nivel léxico: prueba de dictado de palabras, pseudopalabras y pseudohomófonos, prueba de dictado de homófonos. Procesos motores: para la valoración del grafismo se puede utilizar tanto la copia, como la escritura espontánea.

Equivalent noise level generated by drilling onto the ossicular chain as measured by laser Doppler vibrometry: A temporal bone study

Background: Inadvertent drilling on the ossicular chain is one of the causes of sensorineural hearing loss (HL) that may follow tympanomastoid surgery. A high-frequency HL is most frequently observed. It is speculated that the HL is a result of vibration of the ossicular chain resembling acoustic noise trauma. It is generally considered that using a large cutting burr is more likely to cause damage than a small diamond burr. Aim: The aim was to investigate the equivalent noise level and its frequency characteristics generated by drilling onto the short process of the incus in fresh human temporal bones. Methods and Materials: Five fresh cadaveric temporal bones were used. Stapes displacement was measured using laser Doppler vibrometry during short drilling episodes. Diamond. and cutting burrs of different diameters were used. The effect of the drilling on stapes footplate displacement was compared with that generated by an acoustic signal. The equivalent noise level (dB sound pressure level equivalent [SPL eq]) was thus calculated. Results: The equivalent noise levels generated ranged from 93 to 125 dB SPL eq. For a 1-mm cutting burr, the highest equivalent noise level was 108 dB SPL eq, whereas a 2.3-mm cutting burr produced a maximal level of 125 dB SPL eq. Diamond burrs generated less noise than their cutting counterparts, with a 2.3-mm diamond burr producing a highest equivalent noise level of 102, dB SPL eq. The energy of the noise increased at the higher end of the frequency spectrum, with a 2.3-mm cutting burr producing a noise level of 105 dB SPL eq at 1 kHz and 125 dB SPL eq at 8 kHz. In contrast, the same sized diamond burr produced 96 dB SPL eq at 1 kHz and 99 dB at 8 kHz. Conclusion:This study suggests that drilling on the ossicular chain can produce vibratory force that is analogous with noise levels known to produce acoustic trauma. For the same type of burr, the larger the diameter, the greater the vibratory force, and for the same size of burr, the cutting burr creates more vibratory force than the diamond burr. The cutting burr produces greater high-frequency than lower-frequency vibratory energy.

Experiences applying OVM 2.0 to an 8B/10B RTL design

The SystemVerilog implementation of the Open Verification Methodology (OVM) is exercised on an 8b/10b RTL open core design in the hope of being a simple yet complete exercise to expose the key features of OVM. Emphasis is put onto the actual usage of the verification components rather than a complete verification flow aiming at being of help to readers unfamiliar with OVM seeking to apply the methodology to their own designs. A link that takes you to the complete code is given to reinforce this aim. We found the methodology easy to use but intimidating at first glance specially for someone with little experience in object oriented programming. However it is clear to see the flexibility, portability and reusability of verification code once you manage to give some first steps.

TCL/TK for EDA tools

Tcl/Tk scripting language has become the de-facto standard for EDA tools. This paper explains how to start working with Tcl/Tk using simple examples. Two complete applications are presented to show in more detail the capabilities of the language. In one script average power consumption of a digital system is automated. A second script creates a virtual display driven by the simulation of a graphic card.

Generic construction of monitors for floating point unit designs

This paper proposes a set of well defined steps to design functional verification monitors intended to verify Floating Point Units (FPU) described in HDL. The first step consists on defining the input and output domain coverage. Next, the corner cases are defined. Finally, an already verified reference model is used in order to test the correctness of the Device Under Verification (DUV). As a case study a monitor for an IEEE754-2008 compliant design is implemented. This monitor is built to be easily instantiated into verification frameworks such as OVM. Two different designs were verified reaching complete input coverage and successful compliant results.