Studio e implementazione di algoritmi per il tracciamento ottimo di satellite LEO da stazioni di terra di tipo radioamatoriale

Questo elaborato di tesi ha l’obbiettivo di studiare le limitazioni delle stazioni di terra nel tracciamento di satelliti in orbita LEO, investigare possibili soluzioni ed implementare queste soluzioni all’interno della Ground Station AMGS di Forlì per verificarne l’efficacia. A questo scopo, dopo un’attenta revisione della letteratura sono stati identificati due promettenti algoritmi descritti nei paper: “Trajectory optimisation to minimise antenna pointing error” di P. S. Crawford , R. J. H. Brush e “An optimal antenna motion generation using shortest path planning” di Moon-Jin Jeon , Dong-Soo Kwon. Questi algoritmi sono stati implementi in Python 3, al fine di inglobarli all’interno del software di tracking al momento in uso nella GS di Forlì, ovvero AMGS Orbit Predictor. All’interno di questo elaborato sono anche riportati i risultati dei test conseguiti e una valutazione dettagliata di questi ultimi.

Miglioramento della qualità di algoritmi di face morphing generation

L'obiettivo principale di questo lavoro di tesi è quello di migliorare gli algoritmi di morphing generation in termini di qualità visiva e di potenzialità di attacco dei sistemi automatici di riconoscimento facciale.

Rilevazione ottica delle dimensioni della camera di combustione per la stima del rapporto di compressione reale

La ricerca di un'ottima qualità costruttiva è diventata, per ogni fornitore o produttore legato all’ambito automotive/motoristico, l’aspetto principale nella produzione di un veicolo, soprattutto nel caso specifico di un motore: per garantire, dunque, una buona qualità generale lungo tutta la gamma di produzione, è necessario avere una buona “ripetibilità” di costruzione, ossia, è fondamentale poter assemblare un alto numero di motori che siano il più possibile identici tra loro; considerando tutte le variabili che intervengono lungo la catena di produzione, a partire dalla banale lavorazione meccanica delle parti, fino all’assemblaggio stesso del motore. E' facilmente intuibile, pertanto, come non sia così raro avere delle leggere imperfezioni tra motore e motore che possono poi andare ad impattare sulla vita e sulle performance stesse del mezzo. Questo discorso è ancora più valido se si parla dell’ambito racing, in cui la qualità costruttiva, e, quindi, le performance, giocano un ruolo fondamentale nella progettazione di un motore, nonostante il volume produttivo sia tutto sommato piccolo. L’obiettivo dell'elaborato è quello di creare un metodo di controllo e di confronto della qualità/precisione costruttiva, intesa sia come qualità di produzione delle parti che di assemblaggio del motore finito. A partire da una scansione laser tridimensionale, sotto forma di una nuvola di punti, si è creato un software di elaborazione dati che permettesse di arrivare a calcolare il rapporto di compressione reale del motore in analisi e la mappa di squish tramite la sovrapposizione virtuale delle due scansioni relative ai cilindri/pistoni del blocco motore e la testa del motore stesso.

Il segnale EEG in un compito di ’center-out reaching’: analisi e decodifica a livello di scalpo e di corteccia

Nellâ analisi del segnale EEG, sono di particolare interesse i potenziali evento correlato (ERP), che descrivono la risposta cerebrale in seguito alla presentazione di stimoli o eventi esterni o interni. Questi potenziali non sono immediatamente visibili sul tracciato EEG grezzo, ed è necessario, oltre ad unâ��accurata fase di preprocessing, mediare (averaging) i segnali di molti trial ripetuti per visualizzare tali risposte nel tempo. Questo studio ha posto l' attenzione sugli ERP visuomotori generati in un compito di center-out reaching, che prevede il raggiungimento di uno tra cinque target, ognuno associato ad un LED, mediante il braccio dominante, con una tempistica scandita dalla presentazione di due stimoli visivi: lo stimolo preparatorio ¸ (che indica il target) e lo stimolo imperativo (che dà il via libera al movimento). I segnali ERP, ottenuti mediante la tecnica dellâ averaging, sono stati analizzati sia a livello di scalpo, considerando i segnali di elettrodo, sia a livello di corteccia, dopo risoluzione del problema inverso, e considerando rappresentazioni prima a livello di singoli dipoli corticali e quindi di intere regioni corticali (ROI). Inoltre, è stata applicato un metodo di deep learning (rete neurale convoluzionale) per decodificare il segnale EEG a livello di singolo trial, ovvero classificare il target coinvolto nello specifico trial. La decodifica è stata applicata sia ai segnali di scalpo sia ai segnali delle ROI corticali. Complessivamente i risultati mostrano ERP ben visibili a livello di scalpo e legati sia a processing visivo che motorio. Gli ERP a livello di ROI corticali sono più rumorosi e sembrano cogliere meno processing motorio rispetto al visivo, presumibilmente anche in conseguenza di alcune scelte metodologiche nella ricostruzione di segnali di ROI. In linea con questo, le performance di decodifica sono migliori a livello di scalpo che di ROI corticali.

Implementazione di banca dati di immagini per lo sviluppo di algoritmi per la navigazione aerea automatica

Lo scopo di questo studio è l’implementazione di un sistema di navigazione autonomo in grado di calcolare la traiettoria di un mezzo aereo, noti che siano a priori dei punti di posizione detti waypoint. A partire da questa traiettoria, è possibile ottenere la sua rappresentazione in un codice che mette a disposizione immagini satellitari e ricavare le viste del terreno sorvolato in una serie di punti calcolati, in modo da garantire in ogni sequenza la presenza di elementi comuni rispetto a quella precedente. Lo scopo della realizzazione di questa banca dati è rendere possibili futuri sviluppi di algoritmi di navigazione basati su deep learning e reti neurali. Le immagini virtuali ottenute del terreno saranno in futuro applicate alla navigazione autonoma per agricoltura di precisione mediante droni. Per lo studio condotto è stato simulato un generico velivolo, con o senza pilota, dotato di una videocamera fissata su una sospensione cardanica a tre assi (gimbal). La tesi, dunque, introduce ai più comuni metodi di determinazione della posizione dei velivoli e alle più recenti soluzioni basate su algoritmi di Deep Learning e sistemi vision-based con reti neurali e segue in un approfondimento sul metodo di conversione degli angoli e sulla teoria matematica che ne sta alla base. Successivamente, analizza nel dettaglio il processo di simulazione della navigazione autonoma e della determinazione della traiettoria in ambiente software Matlab e Simulink, procedendo nell’analisi di alcuni casi di studio in ambienti realistici. L’elaborato si conclude con un breve riepilogo di quanto svolto e con alcune considerazioni sugli sviluppi futuri.

Sviluppo di Algoritmi di Localizzazione 3D Passiva per UAVs

Gli UAV, o meglio conosciuti come ‘droni’, sono aeromobili a pilotaggio remoto il cui utilizzo si estende dal settore militare a quello civile. Quest’ultimi, possono essere attrezzati con numerosi dispositivi accessori, come ad esempio disturbatori di frequenze. La simbiosi UAV-jammer attacca le comunicazioni wireless tramite interferenze a radiofrequenza, per degradare o interrompere il servizio offerto dalle reti. Questo elaborato, si concentra sull’analisi di algoritmi di localizzazione passiva, per stimare la posizione dell’UAV e interrompere l’interferenza. Inizialmente, viene descritto il segnale emesso dall’UAV, che utilizza lo standard di comunicazione 802.11a. A seguire, dato che la localizzazione passiva si basa sulle misure TDOA rilevate da una stazione di monitoraggio a terra, vengono presentati tre algoritmi di stima TDOA, tra i quali fast TDOA, adaptive threshold-based first tap detection e un algoritmo sviluppato per i nuovi sistemi GNSS. Successivamente, vengono esaminati tre algoritmi di localizzazione passiva, che sfruttano il principio dei minimi quadrati (LS), ovvero il CTLS, LCLS e CWLS. Infine, le prestazioni degli algoritmi di localizzazione vengono valutate in un ambiente di simulazione realistico, con canale AWGN o con canale ITU Extended pedestrian A.

Automation & control remote laboratory: evaluating a cooperative methodology

This paper presents a study carried out in order to evaluate the students' perception in the development and use of remote Control and Automation education kits developed by two Universities. Three projects, based on real world environments, were implemented, being local and remotely operated. Students implemented the kits using the theoretical and practical knowledge, being the teachers a catalyst in the learning process. When kits were operational, end-user students got acquainted to the kits in the course curricula units. It is the author's believe that successful results were achieved not only in the learning progress on the Automation and Control fields (hard skills) but also on the development of the students soft skills, leading to encouraging and rewarding goals, motivating their future decisions and promoting synergies in their work. The design of learning experimental kits by students, under teacher supervision, for future use in course curricula by enduser students is an advantageous and rewarding experience.

The human eye as human-machine interface

Eye tracking as an interface to operate a computer is under research for a while and new systems are still being developed nowadays that provide some encouragement to those bound to illnesses that incapacitates them to use any other form of interaction with a computer. Although using computer vision processing and a camera, these systems are usually based on head mount technology being considered a contact type system. This paper describes the implementation of a human-computer interface based on a fully non-contact eye tracking vision system in order to allow people with tetraplegia to interface with a computer. As an assistive technology, a graphical user interface with special features was developed including a virtual keyboard to allow user communication, fast access to pre-stored phrases and multimedia and even internet browsing. This system was developed with the focus on low cost, user friendly functionality and user independency and autonomy.

A trust model for cloud computing environment

This paper presents a proposal for a management model based on reliability requirements concerning Cloud Computing (CC). The proposal was based on a literature review focused on the problems, challenges and underway studies related to the safety and reliability of Information Systems (IS) in this technological environment. This literature review examined the existing obstacles and challenges from the point of view of respected authors on the subject. The main issues are addressed and structured as a model, called "Trust Model for Cloud Computing environment". This is a proactive proposal that purposes to organize and discuss management solutions for the CC environment, aiming improved reliability of the IS applications operation, for both providers and their customers. On the other hand and central to trust, one of the CC challenges is the development of models for mutual audit management agreements, so that a formal relationship can be established involving the relevant legal responsibilities. To establish and control the appropriate contractual requirements, it is necessary to adopt technologies that can collect the data needed to inform risk decisions, such as access usage, security controls, location and other references related to the use of the service. In this process, the cloud service providers and consumers themselves must have metrics and controls to support cloud-use management in compliance with the SLAs agreed between the parties. The organization of these studies and its dissemination in the market as a conceptual model that is able to establish parameters to regulate a reliable relation between provider and user of IT services in CC environment is an interesting instrument to guide providers, developers and users in order to provide services and secure and reliable applications.

Análise comparativa do sistema nacional de colocação de professores em Portugal

A colocação dos professores no ensino secundário em Portugal é efetuada sobre a responsabilidade do Ministério da Educação e Ciência, que é quem define as regras do funcionamento do sistema, ou seja é um sistema centralizado. Esse sistema é alvo de críticas por parte dos seus intervenientes sobretudo dos próprios professores. Este artigo tem como objetivo efetuar uma revisão sistemática e uma meta análise de como são efetuadas as colocações de professores em Portugal, bem como noutros países europeus

Solving large 0–1 multidimensional knapsack problems by a new simplified binary artificial fish swarm algorithm

The artificial fish swarm algorithm has recently been emerged in continuous global optimization. It uses points of a population in space to identify the position of fish in the school. Many real-world optimization problems are described by 0-1 multidimensional knapsack problems that are NP-hard. In the last decades several exact as well as heuristic methods have been proposed for solving these problems. In this paper, a new simpli ed binary version of the artificial fish swarm algorithm is presented, where a point/ fish is represented by a binary string of 0/1 bits. Trial points are created by using crossover and mutation in the different fi sh behavior that are randomly selected by using two user de ned probability values. In order to make the points feasible the presented algorithm uses a random heuristic drop item procedure followed by an add item procedure aiming to increase the profit throughout the adding of more items in the knapsack. A cyclic reinitialization of 50% of the population, and a simple local search that allows the progress of a small percentage of points towards optimality and after that refines the best point in the population greatly improve the quality of the solutions. The presented method is tested on a set of benchmark instances and a comparison with other methods available in literature is shown. The comparison shows that the proposed method can be an alternative method for solving these problems.

Citrix-terminaalipalvelujen perusteet ja hyödyt yritykselle - esimerkkinä Aurinkomatkat Oy

Tämän insinöörityön lähtökohtana on lähestyä Citrix-tekniikkaa ja sen tuomia hyötyjä ja mahdollisuuksia Oy Aurinkomatkat - Suntours Ltd Ab:n kannalta. Työssä tarkastellaan Citrix-tekniikkaa, joka luo pohjan Citrix-tuotteiden toiminnalle. Keskeisenä aiheena toimii ICA-protokolla, jonka ympärille nivoutuu järjestelmän tehokkuus. Työssä tuodaan esille tyypillisiä Citrix-arkkitehtuurisia ratkaisuja eri etäyhteydenluonti tavoilla. Perustekniikan lisäksi työssä käydään läpi Citrix-tuotteita, joiden kautta selviävät tämän päivän Citrixin tarjoamat palvelut. Jotta ero Windowsin tarjoamien etäyhteysratkaisujen välillä selvenee, on järkevää vertailla Windows-terminaalipalveluita Citrix-terminaalipalveluihin. Lähtökohtaisesti vertailen RDP-protokollaa ICA-protokollaan, jossa selviää ICA:n kyvykkyys monipuolisempiin palveluihin. Aurinkomatkojen suunta on kohti mobiilimpaa ympäristöä, koska matkatoimistojen henkilöstö on jatkuvasti liikkeessä. Tarkastelen ICA-käyttöliittymän käyttöönottoa älypuhelimessa ja tarkastelen muutamia laitevaihtoehtoja. Työn lopussa tutkitaan, kuinka langaton verkko kannattaisi toteuttaa Aurinkomatkojen uudessa ympäristössä tulevaisuutta ajatellen. Citrix-teknologia tuo uusia mahdollisuuksia Aurinkomatkoja ajatellen. ICA-käyttöliittymä tukee lähes kaikkia tämän päivän järjestelmiä. Se istuu hyvin Nokian uusiin älypuhelimiin, toimii hyvin selainpohjaisena ja asentuu kätevästi työkoneisiin sekä kannettaviin. Tarvittaessa yhteyden Citrix-palveluhin saa myös VPN-yhteydellä, josta muutkin sisäverkon palvelut ovat käytettävissä. Citrixin vastaus kustannustehokkuuteen, sen tuomiin mahdollisuuksiin ja käytettävyyteen ilmenee Aurinkomatkoille vasta vuoden tai kahden kuluttua. Tällä hetkellä tärkeimmät sovellukset, kuten käytössä oleva varausjärjestelmä, ovat tuottaneet ongelmia etäohjelmajakeluna. Kun vanha ympäristö saadaan toimimaan Citrixin kautta uudessa ympäristössä, kapenee Aurinkomatkojen hybridi-ympäristö keskitetympään järjestelmään. Tämä tuo aivan uusia mahdollisuuksia Aurinkomatkojen IT-infrastruktuurille. Työ toteutui suurimmaksi osaksi kirjallisuustutkimuksena.

Common genetic loci influencing plasma homocysteine concentrations and their effect on risk of coronary artery disease.

BACKGROUND: The strong observational association between total homocysteine (tHcy) concentrations and risk of coronary artery disease (CAD) and the null associations in the homocysteine-lowering trials have prompted the need to identify genetic variants associated with homocysteine concentrations and risk of CAD. OBJECTIVE: We tested whether common genetic polymorphisms associated with variation in tHcy are also associated with CAD. DESIGN: We conducted a meta-analysis of genome-wide association studies (GWAS) on tHcy concentrations in 44,147 individuals of European descent. Polymorphisms associated with tHcy (P < 10(-8)) were tested for association with CAD in 31,400 cases and 92,927 controls. RESULTS: Common variants at 13 loci, explaining 5.9% of the variation in tHcy, were associated with tHcy concentrations, including 6 novel loci in or near MMACHC (2.1 Ã- 10(-9)), SLC17A3 (1.0 Ã- 10(-8)), GTPB10 (1.7 Ã- 10(-8)), CUBN (7.5 Ã- 10(-10)), HNF1A (1.2 Ã- 10(-12)), and FUT2 (6.6 Ã- 10(-9)), and variants previously reported at or near the MTHFR, MTR, CPS1, MUT, NOX4, DPEP1, and CBS genes. Individuals within the highest 10% of the genotype risk score (GRS) had 3-μmol/L higher mean tHcy concentrations than did those within the lowest 10% of the GRS (P = 1 Ã- 10(-36)). The GRS was not associated with risk of CAD (OR: 1.01; 95% CI: 0.98, 1.04; P = 0.49). CONCLUSIONS: We identified several novel loci that influence plasma tHcy concentrations. Overall, common genetic variants that influence plasma tHcy concentrations are not associated with risk of CAD in white populations, which further refutes the causal relevance of moderately elevated tHcy concentrations and tHcy-related pathways for CAD.

Optimointijärjestelmän kehittäminen sähköä ja lämpöä tuottavaan voimalaitokseen

Työn tavoitteena oli kehittää automaattinen optimointijärjestelmä energiayhtiön omistamaan pieneen sähkön- ja lämmöntuotantolaitokseen (CHP-laitos). Optimointitarve perustuu energiayhtiön sähkön hankintaan sähköpörssistä, kaasun hankintahintaan, kohteen paikallisiin sähkö- ja lämpökuormituksiin ja muihin laitoksen talouteen vaikuttaviin tekijöihin. Kehitettävällä optimointijärjestelmällä ontarkoitus tulevaisuudessa hallita useita hajautetun energiantuotannon yksiköitäkeskitetysti. Työssä kehitettiin algoritmi, joka optimoi voimalaitoksen taloutta sähkötehoa säätävillä ajomalleilla ja suoralla sähköteho-ohjeella. Työssä kehitetyn algoritmin tuottamia hyötyjä selvitettiin Harjun oppimiskeskuksen CHP-laitoksen mittaushistoriatiedoilla. CHP-laitosten käytön optimointiin luotiin keskitettyyn laskentaan ja hajautettuun ohjaukseen perustuva järjestelmä. Se ohjaa CHP-laitoksia reaaliaikaisesti ja ennustaa historiatietoihin perustuvalla aikasarjamallilla laitoksen tulevaa käyttöä. Optimointijärjestelmän toimivuus ja saatu hyöty selvitettiin Harjun oppimiskeskuksen CHP-laitoksella vertaamalla mittauksista laskettua toteutunutta hyötyä optimointijärjestelmän laskemaan ennustettuun hyötyyn.

Internet-lähteistä haettujen uutisten ryhmittely

Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia, mitä vaaditaan uutisten samanlaisuuden automaattiseen tunnistamiseen. Uutiset ovat tekstipohjaisia uutisia, jotka on haettu eri uutislähteistä. Uutisista on tarkoitus tunnistaa ensinnäkin ne uutiset, jotka tarkoittavat samaa asiaa, sekä ne uutiset, jotka eivät ole aivan sama asia, mutta liittyvät kuitenkin toisiinsa. Tässä diplomityössä tutkitaan, millä algoritmeilla tämä tunnistus onnistuu tehokkaimmin sekä suomalaisessa, että englanninkielisessä tekstissä. Diplomityössä vertaillaan valmiita algoritmeja. Tavoitteena on valita sellainen algoritmiyhdistelmä, että 90 % vertailluista uutisista tunnistuu oikein. Tutkimuksessa käytetään 2 eri ryhmittelyalgoritmia, sekä 3 eri stemmaus-algoritmia. Näitä algoritmeja vertaillaan sekä uutisten tunnistustehokkuuden, että niiden suorituskyvyn suhteen. Parhaimmaksi stemmaus-algoritmiksi osoittautui sekä suomen-, että englanninkielisten uutisten vertailussa Porterin algoritmi. Ryhmittely-algoritmeista tehokkaammaksi osoittautui yksinkertaisempi erilaisiin tunnuslukuihin perustuva algoritmi.