Automated Assembly Using Feature Localization

Automated assembly of mechanical devices is studies by researching methods of operating assembly equipment in a variable manner; that is, systems which may be configured to perform many different assembly operations are studied. The general parts assembly operation involves the removal of alignment errors within some tolerance and without damaging the parts. Two methods for eliminating alignment errors are discussed: a priori suppression and measurement and removal. Both methods are studied with the more novel measurement and removal technique being studied in greater detail. During the study of this technique, a fast and accurate six degree-of-freedom position sensor based on a light-stripe vision technique was developed. Specifications for the sensor were derived from an assembly-system error analysis. Studies on extracting accurate information from the sensor by optimally reducing redundant information, filtering quantization noise, and careful calibration procedures were performed. Prototype assembly systems for both error elimination techniques were implemented and used to assemble several products. The assembly system based on the a priori suppression technique uses a number of mechanical assembly tools and software systems which extend the capabilities of industrial robots. The need for the tools was determined through an assembly task analysis of several consumer and automotive products. The assembly system based on the measurement and removal technique used the six degree-of-freedom position sensor to measure part misalignments. Robot commands for aligning the parts were automatically calculated based on the sensor data and executed.

The development of new methods for high resolution radio astronomy imaging

Very Long Baseline Interferometry (VLBI) polarisation observations of the relativistic jets from Active Galactic Nuclei (AGN) allow the magnetic field environment around the jet to be probed. In particular, multi-wavelength observations of AGN jets allow the creation of Faraday rotation measure maps which can be used to gain an insight into the magnetic field component of the jet along the line of sight. Recent polarisation and Faraday rotation measure maps of many AGN show possible evidence for the presence of helical magnetic fields. The detection of such evidence is highly dependent both on the resolution of the images and the quality of the error analysis and statistics used in the detection. This thesis focuses on the development of new methods for high resolution radio astronomy imaging in both of these areas. An implementation of the Maximum Entropy Method (MEM) suitable for multi-wavelength VLBI polarisation observations is presented and the advantage in resolution it possesses over the CLEAN algorithm is discussed and demonstrated using Monte Carlo simulations. This new polarisation MEM code has been applied to multi-wavelength imaging of the Active Galactic Nuclei 0716+714, Mrk 501 and 1633+382, in each case providing improved polarisation imaging compared to the case of deconvolution using the standard CLEAN algorithm. The first MEM-based fractional polarisation and Faraday-rotation VLBI images are presented, using these sources as examples. Recent detections of gradients in Faraday rotation measure are presented, including an observation of a reversal in the direction of a gradient further along a jet. Simulated observations confirming the observability of such a phenomenon are conducted, and possible explanations for a reversal in the direction of the Faraday rotation measure gradient are discussed. These results were originally published in Mahmud et al. (2013). Finally, a new error model for the CLEAN algorithm is developed which takes into account correlation between neighbouring pixels. Comparison of error maps calculated using this new model and Monte Carlo maps show striking similarities when the sources considered are well resolved, indicating that the method is correctly reproducing at least some component of the overall uncertainty in the images. The calculation of many useful quantities using this model is demonstrated and the advantages it poses over traditional single pixel calculations is illustrated. The limitations of the model as revealed by Monte Carlo simulations are also discussed; unfortunately, the error model does not work well when applied to compact regions of emission.

Convergence of numerical time-averaging and stationary measures via Poisson equations

Numerical approximation of the long time behavior of a stochastic di.erential equation (SDE) is considered. Error estimates for time-averaging estimators are obtained and then used to show that the stationary behavior of the numerical method converges to that of the SDE. The error analysis is based on using an associated Poisson equation for the underlying SDE. The main advantages of this approach are its simplicity and universality. It works equally well for a range of explicit and implicit schemes, including those with simple simulation of random variables, and for hypoelliptic SDEs. To simplify the exposition, we consider only the case where the state space of the SDE is a torus, and we study only smooth test functions. However, we anticipate that the approach can be applied more widely. An analogy between our approach and Stein's method is indicated. Some practical implications of the results are discussed. Copyright © by SIAM. Unauthorized reproduction of this article is prohibited.

Adsorption isotherm models for basic dye adsorption by peat in single and binary component systems

Coloured effluents from textile industries are a problem in many rivers and waterways. Prediction of adsorption capacities of dyes by adsorbents is important in design considerations. The sorption of three basic dyes, namely Basic Blue 3, Basic Yellow 21 and Basic Red 22, onto peat is reported. Equilibrium sorption isotherms have been measured for the three single component systems. Equilibrium was achieved after twenty-one days. The experimental isotherm data were analysed using Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin and Toth isotherm equations. A detailed error analysis has been undertaken to investigate the effect of using different error criteria for the determination of the single component isotherm parameters and hence obtain the best isotherm and isotherm parameters which describe the adsorption process. The linear transform model provided the highest R2 regression coefficient with the Redlich-Peterson model. The Redlich-Peterson model also yielded the best fit to experimental data for all three dyes using the non-linear error functions. An extended Langmuir model has been used to predict the isotherm data for the binary systems using the single component data. The correlation between theoretical and experimental data had only limited success due to competitive and interactive effects between the dyes and the dye-surface interactions.

Comparison of optimised isotherm models for basic dye adsorption by kudzu

This study assesses the use of dried (5% w/w moisture) kudzu (Peuraria lobata ohwi) as an adsorbent medium for the removal of two basic dyes, Basic Yellow 21 and Basic Red 22, from aqueous solutions. The extent of adsorption was measured through equilibrium sorption isotherms for the single component systems. Equilibrium was achieved after 21 days. The experimental isotherm data were analysed using Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin and Toth isotherm equations. A detailed error analysis was undertaken to investigate the effect of using different error criteria for the determination of the single component isotherm parameters. The performance of the kudzu was compared with an activated carbon (Chemviron F-400). Kudzu was found to be an effective adsorbent for basic dye colour removal, though its capacity for colour removal was not as high as an activated carbon, the potential appeared to exist to use it as an alternative to activated carbon where carbon cost was prohibitive. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Hybrid probabilistic wind power forecasting using temporally local Gaussian process

The demand for sustainable development has resulted in a rapid growth in wind power worldwide. Despite various approaches have been proposed to improve the accuracy and to overcome the uncertainties associated with traditional methods, the stochastic and variable nature of wind still remains the most challenging issue in accurately forecasting wind power. This paper presents a hybrid deterministic-probabilistic method where a temporally local ‘moving window’ technique is used in Gaussian Process to examine estimated forecasting errors. This temporally local Gaussian Process employs less measurement data while faster and better predicts wind power at two wind farms, one in the USA and the other in Ireland. Statistical analysis on the results shows that the method can substantially reduce the forecasting error while more likely generate Gaussian-distributed residuals, particularly for short-term forecast horizons due to its capability to handle the time-varying characteristics of wind power.

Análise dos textos escritos produzidos por alunos da 7ª classe em Angola e propostas de remediação de erros

O estudo sobre os textos escritos produzidos por alunos da 7ª classe em Angola foi estabelecido por nós com base na hipótese da existência de dificuldades de escrita. Há bastantes dúvidas entre os docentes angolanos sobre a capacidade dos alunos na elaboração de textos espontâneos. Desta forma, com o objectivo de conhecermos as capacidades de produção de textos escritos pelos alunos do ensino geral no Lubango, de elaborarmos uma tipologia de análise dos erros encontrados e de propormos estratégias de superação das dificuldades apresentadas nos textos dos alunos, fomos à Escola do I Ciclo do Ensino Secundário 27 de Março do Lubango – Huíla recolher as composições da Prova Trimestral para verificar as dificuldades de escrita apresentadas nos textos dos alunos. Partimos de 314 textos, dos quais foi extraída a amostra de 10%, correspondendo a 32 textos seleccionados através da tabela de números aleatórios. Os textos foram analisados com base na tipologia de erros de Sousa (1996). Desta forma, foram detectados erros de substituição, de omissão, de divisão/aglutinação, os quais foram muito significativos e ocorreram em 66,856% dos casos no total. Os erros de substituição maiúsculas/minúsculas, os de adição, de grafias homófonas constituem 30.856% dos casos. Confirmam-se as dificuldades apresentadas pelos alunos que devem merecer tratamento através das propostas de remediação apresentadas. As dificuldades encontradas nos textos destes alunos devem servir de base para a planificação da disciplina de Língua Portuguesa no Ensino Primário de forma a dotar o aluno de competências para a melhoria da comunicação escrita na sala de aula.

El factor edad en la adquisición del español como lengua extranjera : análisis comparativo entre estudiantes de sexto grado de primaria y universitarios sobre el uso del par preposicional a/ en

Résumé L’hypothèse de la période critique, émise par Lenneberg dans les années 60, affirmait qu’un enfant pouvait acquérir une langue seconde, sans difficulté, environ jusqu’à l’âge de la puberté. Après cette période, l’apprentissage d’un autre idiome serait difficile, dû à la latéralisation du cerveau. En même temps, les travaux de Chomsky enrichirent cette théorie avec l’idée de la Grammaire universelle, laquelle établit que nous possédons tous, dès la naissance, les éléments linguistiques universels qui nous permettent d’acquérir une langue maternelle. Tant que la Grammaire universelle est active, notre langue maternelle se développe et c’est pourquoi, si nous apprenons une autre langue pendant cette période, l’acquisition de celle-ci se produit de manière presque naturelle. Pour cette raison, plus une langue est apprise tôt, plus elle sera maîtrisée avec succès. En nous appuyant sur ce cadre théorique ainsi que sur l’Analyse d’erreurs, outil qui permet au professeur de prédire quelques erreurs avec la finalité de créer des stratégies d’apprentissage d’une langue seconde, nous tenterons de vérifier dans le présent travail si l’âge est un facteur qui influence positivement ou négativement l’apprentissage d’une langue seconde, l’espagnol dans ce cas-ci, par le biais de l’analyse comparative des prépositions a/ en dans deux groupes d’étudiants différents.

L’erreur lexicale au secondaire : analyse d’erreurs lexicales d’élèves de 3e secondaire et description du rapport à l’erreur lexicale d’enseignants de français

Cette recherche vise à décrire 1) les erreurs lexicales commises en production écrite par des élèves francophones de 3e secondaire et 2) le rapport à l’erreur lexicale d’enseignants de français (conception de l’erreur lexicale, pratiques d’évaluation du vocabulaire en production écrite, modes de rétroaction aux erreurs lexicales). Le premier volet de la recherche consiste en une analyse d’erreurs à trois niveaux : 1) une description linguistique des erreurs à l’aide d’une typologie, 2) une évaluation de la gravité des erreurs et 3) une explication de leurs sources possibles. Le corpus analysé est constitué de 300 textes rédigés en classe de français par des élèves de 3e secondaire. L’analyse a révélé 1144 erreurs lexicales. Les plus fréquentes sont les problèmes sémantiques (30%), les erreurs liées aux propriétés morphosyntaxiques des unités lexicales (21%) et l’utilisation de termes familiers (17%). Cette répartition démontre que la moitié des erreurs lexicales sont attribuables à une méconnaissance de propriétés des mots autres que le sens et la forme. L’évaluation de la gravité des erreurs repose sur trois critères : leur acceptation linguistique selon les dictionnaires, leur impact sur la compréhension et leur degré d’intégration à l’usage. Les problèmes liés aux registres de langue sont généralement ceux qui sont considérés comme les moins graves et les erreurs sémantiques représentent la quasi-totalité des erreurs graves. Le troisième axe d’analyse concerne la source des erreurs et fait ressortir trois sources principales : l’influence de la langue orale, la proximité sémantique et la parenté formelle entre le mot utilisé et celui visé. Le second volet de la thèse concerne le rapport des enseignants de français à l’erreur lexicale et repose sur l’analyse de 224 rédactions corrigées ainsi que sur une série de huit entrevues menées avec des enseignants de 3e secondaire. Lors de la correction, les enseignants relèvent surtout les erreurs orthographiques ainsi que celles relevant des propriétés morphosyntaxiques des mots (genre, invariabilité, régime), qu’ils classent parmi les erreurs de grammaire. Les erreurs plus purement lexicales, c’est-à-dire les erreurs sémantiques, l’emploi de termes familiers et les erreurs de collocation, demeurent peu relevées, et les annotations des enseignants concernant ces types d’erreurs sont vagues et peu systématiques, donnant peu de pistes aux élèves pour la correction. L’évaluation du vocabulaire en production écrite est toujours soumise à une appréciation qualitative, qui repose sur l’impression générale des enseignants plutôt que sur des critères précis, le seul indicateur clair étant la répétition. Les explications des enseignants concernant les erreurs lexicales reposent beaucoup sur l’intuition, ce qui témoigne de certaines lacunes dans leur formation en lien avec le vocabulaire. Les enseignants admettent enseigner très peu le vocabulaire en classe au secondaire et expliquent ce choix par le manque de temps et d’outils adéquats. L’enseignement du vocabulaire est toujours subordonné à des tâches d’écriture ou de lecture et vise davantage l’acquisition de mots précis que le développement d’une réelle compétence lexicale.

Apprentissage du français comme langue étrangère (L3+) par des étudiants indiens

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

Une nouvelle méthode smoothed particle hydrodynamics : simulation des interfaces immergées et de la dynamique Brownienne des molécules avec des interactions hydrodynamiques

Dans cette thèse, nous présentons une nouvelle méthode smoothed particle hydrodynamics (SPH) pour la résolution des équations de Navier-Stokes incompressibles, même en présence des forces singulières. Les termes de sources singulières sont traités d'une manière similaire à celle que l'on retrouve dans la méthode Immersed Boundary (IB) de Peskin (2002) ou de la méthode régularisée de Stokeslets (Cortez, 2001). Dans notre schéma numérique, nous mettons en oeuvre une méthode de projection sans pression de second ordre inspirée de Kim et Moin (1985). Ce schéma évite complètement les difficultés qui peuvent être rencontrées avec la prescription des conditions aux frontières de Neumann sur la pression. Nous présentons deux variantes de cette approche: l'une, Lagrangienne, qui est communément utilisée et l'autre, Eulerienne, car nous considérons simplement que les particules SPH sont des points de quadrature où les propriétés du fluide sont calculées, donc, ces points peuvent être laissés fixes dans le temps. Notre méthode SPH est d'abord testée à la résolution du problème de Poiseuille bidimensionnel entre deux plaques infinies et nous effectuons une analyse détaillée de l'erreur des calculs. Pour ce problème, les résultats sont similaires autant lorsque les particules SPH sont libres de se déplacer que lorsqu'elles sont fixes. Nous traitons, par ailleurs, du problème de la dynamique d'une membrane immergée dans un fluide visqueux et incompressible avec notre méthode SPH. La membrane est représentée par une spline cubique le long de laquelle la tension présente dans la membrane est calculée et transmise au fluide environnant. Les équations de Navier-Stokes, avec une force singulière issue de la membrane sont ensuite résolues pour déterminer la vitesse du fluide dans lequel est immergée la membrane. La vitesse du fluide, ainsi obtenue, est interpolée sur l'interface, afin de déterminer son déplacement. Nous discutons des avantages à maintenir les particules SPH fixes au lieu de les laisser libres de se déplacer. Nous appliquons ensuite notre méthode SPH à la simulation des écoulements confinés des solutions de polymères non dilués avec une interaction hydrodynamique et des forces d'exclusion de volume. Le point de départ de l'algorithme est le système couplé des équations de Langevin pour les polymères et le solvant (CLEPS) (voir par exemple Oono et Freed (1981) et Öttinger et Rabin (1989)) décrivant, dans le cas présent, les dynamiques microscopiques d'une solution de polymère en écoulement avec une représentation bille-ressort des macromolécules. Des tests numériques de certains écoulements dans des canaux bidimensionnels révèlent que l'utilisation de la méthode de projection d'ordre deux couplée à des points de quadrature SPH fixes conduit à un ordre de convergence de la vitesse qui est de deux et à une convergence d'ordre sensiblement égale à deux pour la pression, pourvu que la solution soit suffisamment lisse. Dans le cas des calculs à grandes échelles pour les altères et pour les chaînes de bille-ressort, un choix approprié du nombre de particules SPH en fonction du nombre des billes N permet, en l'absence des forces d'exclusion de volume, de montrer que le coût de notre algorithme est d'ordre O(N). Enfin, nous amorçons des calculs tridimensionnels avec notre modèle SPH. Dans cette optique, nous résolvons le problème de l'écoulement de Poiseuille tridimensionnel entre deux plaques parallèles infinies et le problème de l'écoulement de Poiseuille dans une conduite rectangulaire infiniment longue. De plus, nous simulons en dimension trois des écoulements confinés entre deux plaques infinies des solutions de polymères non diluées avec une interaction hydrodynamique et des forces d'exclusion de volume.

Dificultades en el uso de las preposiciones en estudiantes francófonos de ELE

Ce projet de maîtrise se consacre à l’apprentissage des prépositions espagnoles chez les élèves francophones. L’identification et l’analyse des erreurs les plus fréquentes dans l’usage des prépositions par des francophones nous permettrons d’élaborer des exercices pratiques qui rendraient leur apprentissage moins difficile. Nous croyons que la difficulté dans l’utilisation des prépositions chez les étudiants réside en partie dans le fait de ne pas connaître leur emploi exact. Nous commencerons donc par présenter l’emploi des principales prépositions en espagnol à partir du Manual de la Nueva gramática de la lengua española et d’autres études. L’enseignement de la grammaire dans les cours d’espagnol comme langue étrangère (ELE) au Québec suit les règles établies par le Cadre européen commun et le Plan curricular de l’Institut Cervantès. Les étudiants développent leur compétence grammaticale de manière inductive; ils sont amenés à comprendre les règles par eux-mêmes et à créer leurs propres hypothèses qu’ils confirment ou réfutent après grâce à quelques explications formelles de l’enseignant et des exercices de pratique. Par contre, cette tendance à laisser l’apprentissage de la grammaire entre les mains des étudiants peut aussi amener à la fossilisation de leurs erreurs si les explications et la pratique ne sont pas suffisantes. Les erreurs sont perçues comme un point de départ pour comprendre où résident les difficultés des étudiants et permettent aux enseignants d’apporter les changements nécessaires à leurs méthodes d’enseignement. Notre révision de quelques investigations réalisées avec la méthode de l’analyse des erreurs, nous permet de cerner les raisons pour lesquelles les francophones commettent autant d’erreurs dans l’utilisation des prépositions espagnoles. Notre analyse de l’enseignement et de la pratique des prépositions dans trois manuels qui s’utilisent actuellement dans les cégeps et les universités du Québec nous permet de voir que les prépositions ne se pratiquent pas assez, surtout au niveau intermédiaire. Nous proposons donc des exercices pratiques qui permettront aux étudiants de pratiquer les prépositions de manière plus efficace.

Geodynamics of the Andaman - Sumatra - Java Trench - Arc System Based on Gravity and Seismotectonic Study

This work aims to study the variation in subduction zone geometry along and across the arc and the fault pattern within the subducting plate. Depth of penetration as well as the dip of the Benioff zone varies considerably along the arc which corresponds to the curvature of the fold- thrust belt which varies from concave to convex in different sectors of the arc. The entire arc is divided into 27 segments and depth sections thus prepared are utilized to investigate the average dip of the Benioff zone in the different parts of the entire arc, penetration depth of the subducting lithosphere, the subduction zone geometry underlying the trench, the arctrench gap, etc.The study also describes how different seismogenic sources are identified in the region, estimation of moment release rate and deformation pattern. The region is divided into broad seismogenic belts. Based on these previous studies and seismicity Pattern, we identified several broad distinct seismogenic belts/sources. These are l) the Outer arc region consisting of Andaman-Nicobar islands 2) the back-arc Andaman Sea 3)The Sumatran fault zone(SFZ)4)Java onshore region termed as Jave Fault Zone(JFZ)5)Sumatran fore arc silver plate consisting of Mentawai fault(MFZ)6) The offshore java fore arc region 7)The Sunda Strait region.As the Seismicity is variable,it is difficult to demarcate individual seismogenic sources.Hence, we employed a moving window method having a window length of 3—4° and with 50% overlapping starting from one end to the other. We succeeded in defining 4 sources each in the Andaman fore arc and Back arc region, 9 such sources (moving windows) in the Sumatran Fault zone (SFZ), 9 sources in the offshore SFZ region and 7 sources in the offshore Java region. Because of the low seismicity along JFZ, it is separated into three seismogenic sources namely West Java, Central Java and East Java. The Sunda strait is considered as a single seismogenic source.The deformation rates for each of the seismogenic zones have been computed. A detailed error analysis of velocity tensors using Monte—Carlo simulation method has been carried out in order to obtain uncertainties. The eigen values and the respective eigen vectors of the velocity tensor are computed to analyze the actual deformation pattem for different zones. The results obtained have been discussed in the light of regional tectonics, and their implications in terms of geodynamics have been enumerated.ln the light of recent major earthquakes (26th December 2004 and 28th March 2005 events) and the ongoing seismic activity, we have recalculated the variation in the crustal deformation rates prior and after these earthquakes in Andaman—Sumatra region including the data up to 2005 and the significant results has been presented.ln this chapter, the down going lithosphere along the subduction zone is modeled using the free air gravity data by taking into consideration the thickness of the crustal layer, the thickness of the subducting slab, sediment thickness, presence of volcanism, the proximity of the continental crust etc. Here a systematic and detailed gravity interpretation constrained by seismicity and seismic data in the Andaman arc and the Andaman Sea region in order to delineate the crustal structure and density heterogeneities a Io nagnd across the arc and its correlation with the seismogenic behaviour is presented.

A Prototype for a Multimodal Biometric Security system based on Face and Audio Signatures

Any automatically measurable, robust and distinctive physical characteristic or personal trait that can be used to identify an individual or verify the claimed identity of an individual, referred to as biometrics, has gained significant interest in the wake of heightened concerns about security and rapid advancements in networking, communication and mobility. Multimodal biometrics is expected to be ultra-secure and reliable, due to the presence of multiple and independent—verification clues. In this study, a multimodal biometric system utilising audio and facial signatures has been implemented and error analysis has been carried out. A total of one thousand face images and 250 sound tracks of 50 users are used for training the proposed system. To account for the attempts of the unregistered signatures data of 25 new users are tested. The short term spectral features were extracted from the sound data and Vector Quantization was done using K-means algorithm. Face images are identified based on Eigen face approach using Principal Component Analysis. The success rate of multimodal system using speech and face is higher when compared to individual unimodal recognition systems

Simultaneous estimation of indirect and interaction effects using structural equation models

Interaction effects are usually modeled by means of moderated regression analysis. Structural equation models with non-linear constraints make it possible to estimate interaction effects while correcting for measurement error. From the various specifications, Jöreskog and Yang's (1996, 1998), likely the most parsimonious, has been chosen and further simplified. Up to now, only direct effects have been specified, thus wasting much of the capability of the structural equation approach. This paper presents and discusses an extension of Jöreskog and Yang's specification that can handle direct, indirect and interaction effects simultaneously. The model is illustrated by a study of the effects of an interactive style of use of budgets on both company innovation and performance