Indoor Localization Solutions for a Marine Industry Augmented Reality Tool

In this report are described means for indoor localization in special, challenging circum-stances in marine industry. The work has been carried out in MARIN project, where a tool based on mobile augmented reality technologies for marine industry is developed. The tool can be used for various inspection and documentation tasks and it is aimed for improving the efficiency in design and construction work by offering the possibility to visualize the newest 3D-CAD model in real environment. Indoor localization is needed to support the system in initialization of the accurate camera pose calculation and auto-matically finding the right location in the 3D-CAD model. The suitability of each indoor localization method to the specific environment and circumstances is evaluated.Siirretty Doriast

Process flow method for pre-fabricated panels based on KanBIM

Orientador: Patricia Stella Pucharelli FontaniniDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: Um bom planejamento de projeto e construção é fundamental para garantir a qualidade do produto final. Para isso, é preciso o desenvolvimento de um sistema organizacional integrado, um cronograma de produção e obra para que os materiais sejam fornecidos no tempo estimado (just-in-time), um layout do canteiro para planejar movimentações e um cronograma para gerenciamento das tarefas. O planejamento de materiais de construção, máquinas pequenas, equipamentos de elevação e outros devem ser feitos com segurança para prevenir acidentes. O objetivo principal deste trabalho é propor um método para melhoria do planejamento do fluxo do processo de painéis pré-fabricados de concreto baseada na aplicação de software que emprega o KanBIM para monitoramento da movimentação das peças na fábrica. A pesquisa foi elaborada no método Design Science Research, contendo revisão bibliográfica, revisão sistemática da literatura, análise de trabalhos correlatos, coleta de dados na empresa, desenvolvimento do modelo KanBIM, elaboração dos cronogramas, avaliação do modelo e discussão dos resultados. Os resultados foram feitos a partir de check list de fábrica e entrevista antes da aplicação do modelo. O modelo KanBIM foi útil para a verificação visual dos processos de projeto, produção e montagem das peças permitindo sugestões de melhorias para procedimentos operacionais. A contribuição da pesquisa é propor um método para planejamento integrado que favoreça a criação de cenários antecipando possíveis problemas que normalmente ocorrem tanto no fluxo de produção quanto no fluxo de informações. Na prática, a pesquisa teve como intuito, proporcionar a criação de uma interface simples que favoreça os operadores visualizarem os tempos, e os serviços de produção, bem como a sua sequência em tempo real. A melhor visualização dos processos e controle traz um grande impacto na qualidade do produto final, bem como, redução de custo, redução de desperdícios, atendimento do prazo em tempo determinado e melhoria na comunicação entre as equipes de projeto, produção e obra. Para futuras pesquisas, a inclusão de Internet das Coisas para automatização dos processos será um complemento essencial para o modeloAbstract: Good design and construction planning is essential to ensure the quality of the final product. To do this, it is necessary to develop an integrated organizational system, a production and work schedule for materials to be provided in just in time, a layout of the jobsite to plan drives, and a timetable for task management. Planning of building materials, small machinery, hoisting equipment and other must be done safely to prevent accidents. The main objective of this work is to propose a method to improve process flow planning of prefabricated concrete panels based on software application that uses KanBIM to monitor the parts movement in the factory. The research was elaborated in the Design Science Research method, containing bibliographical review, systematic review of the literature, related works analysis, data collection in the company, KanBIM model development, schedules elaboration, model evaluation and discussion of the results. Results were made from the factory checklist and interview before the application of the model. KanBIM model was useful for the visual verification os project, production and installation processes of parts allowing suggestions for improvements to operational procedures. Research¿s contribution is to propose a method for integrated planning that favors scenarios creation to anticipate possible problems that usually occur in both production flow and information flow. In practice, the research aimed to create a simple interface that allows operators to visualize times, production services, and their sequence in real time. Better visualization of the processes and control has a great impact on final product¿s quality, as well as, cost reduction, waste reduction, timely delivery and improved communication between project, production and construction teams. For future research, the inclusion of Internet of Things for process automation will be an essential complement to the modelMestradoConstruçãoMestra em Engenharia Civil05-P04770-2018CAPE

Assessment of ambient assisted living systems for patients with mild cognitive impairment

According to the World Health Organization, about 50 million people worldwide suffer from dementia. Ten million new cases added every year. Mild Cognitive Impairment (MCI) affects more than 15% of the population aged 65. Technological solutions, such as smart home technology with ubiquitous computing devices, 24/7 telemedical observation and support can alleviate the growing problem and lower pressure on the healthcare system. This approach is also preferable for homecare patients in distant and rural areas. MCI patients are mostly home-based. Ambient Assisted Living (AAL) systems provide tools for automatic registration of vital signs and other medically and socially important information. AAL system for MCI patients is a logical answer to the problem. At the same time, many of the proposed AAL systems are proprietary, technically complicated and have a high price tag for implementation and service. Also, some proposed technical solutions not entirely reflect the opinion of healthcare stakeholders. The current study was proposed as a way to bridge the possible differences in the positions. An online anonymous questionnaire for healthcare professionals was created to prove or disprove the number of interconnected hypotheses about the necessity and feasibility of AAL system for MCI patients. The main focus was made on the hypotheses: "There is necessity of AAL systems for the healthcare" and "AAL systems are capable of providing assistance for patients with Mild Cognitive Impairment". The questionnaire was presented to more than three hundred potential respondents. Around a hundred and twenty agreed to fill it, and sixty completed the whole questionnaire. Results were analyzed to produce some directions guideline for future technical applications of AAL systems for MCI patients and future research. Descriptive statistics show support for the implementation of general AAL and variants for MCI patients. Comparative analysis of ordinal data for specific groups of respondents is done with help of non-parametric tests. Mann–Whitney–Wilcoxon test and Kruskal-Wallis test are applied. Table questions results are analyzed with chisquare for frequency tables. Group analysis demonstrated relative positive uniformity in of responses in the support of AAL of MCI patients.Segundo a Organização Mundial da Saúde, cerca de 50 milhões de pessoas em todo o mundo sofrem de demência. Dez milhões de novos casos adicionados a cada ano. O comprometimento cognitivo leve (MCI) afeta mais de 15% da população com 65 anos. Soluções tecnológicas, como tecnologia de casa inteligente com dispositivos de computação onipresentes, observação e suporte telemédico 24 horas por dia, 7 dias por semana, podem aliviar o problema crescente e diminuir a pressão sobre o sistema de saúde. Essa abordagem também é preferível para pacientes de cuidados domiciliares em áreas distantes e rurais. Os pacientes com CCL são, em sua maioria, domiciliares. Os sistemas Ambient Assisted Living (AAL) fornecem ferramentas para registro automático de sinais vitais e outras informações médicas e socialmente importantes. O sistema AAL para pacientes com MCI é uma resposta lógica para o problema. Ao mesmo tempo, muitos dos sistemas AAL propostos são proprietários, tecnicamente complicados e têm um alto preço para implementação e serviço. Além disso, algumas soluções técnicas propostas não refletem inteiramente a opinião das partes interessadas na área da saúde. O presente estudo foi proposto como forma de colmatar as possíveis diferenças nas posições. Um questionário anônimo online para profissionais de saúde foi criado para comprovar ou refutar o número de hipóteses interligadas sobre a necessidade e viabilidade do sistema AAL para pacientes com CCL. O foco principal foi feito nas hipóteses: "Há necessidade de sistemas de AAL para a saúde" e "Os sistemas de AAL são capazes de prestar assistência a pacientes com Comprometimento Cognitivo Leve". O questionário foi apresentado a mais de trezentos respondentes potenciais. Cerca de cento e vinte concordaram em preenchê-lo e sessenta preencheram todo o questionário. Os resultados foram analisados para produzir algumas diretrizes para futuras aplicações técnicas de sistemas AAL para pacientes com MCI e pesquisas futuras. Estatísticas descritivas mostram suporte para a implementação de AAL geral e variantes para pacientes com CCL. A análise comparativa de dados ordinais para grupos específicos de respondentes é feita com a ajuda de testes não paramétricos. Aplicam-se os testes de Mann-Whitney-Wilcoxon e Kruskal-Wallis. Os resultados das questões da tabela são analisados com qui-quadrado para tabelas de frequência. A análise do grupo demonstrou relativa uniformidade positiva nas respostas no suporte de AAL de pacientes com CCL.Selon l'Organisation mondiale de la santé, environ 50 millions de personnes dans le monde souffrent de démence. Dix millions de nouveaux cas ajoutés chaque année. Les troubles cognitifs légers (MCI) touchent plus de 15 % de la population âgée de 65 ans. Les solutions technologiques, telles que la technologie de la maison intelligente avec des appareils informatiques omniprésents, l'observation et le soutien télémédicaux 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, peuvent atténuer le problème croissant et réduire la pression sur le système de santé. Cette approche est également préférable pour les patients en soins à domicile dans les régions éloignées et rurales. Les patients MCI sont pour la plupart à domicile. Les systèmes Ambient Assisted Living (AAL) fournissent des outils pour l'enregistrement automatique des signes vitaux et d'autres informations importantes sur le plan médical et social. Le système AAL pour les patients MCI est une réponse logique au problème. Dans le même temps, bon nombre des systèmes AAL proposés sont propriétaires, techniquement compliqués et ont un prix élevé pour la mise en oeuvre et le service. De plus, certaines solutions techniques proposées ne reflètent pas entièrement l'opinion des acteurs de santé. L'étude actuelle a été proposée comme un moyen de combler les différences possible dans les positions. Un questionnaire anonyme en ligne destiné aux professionnels de la santé a été créé pour prouver ou réfuter le nombre d'hypothèses interconnectées sur la nécessité et la faisabilité du système AAL pour les patients MCI. L'accent a été mis principalement sur les hypothèses: "Il existe une nécessité de systèmes AAL pour les soins de santé" et "Les systèmes AAL sont capables de fournir une assistance aux patients atteints de troubles cognitifs légers". Le questionnaire a été présenté à plus de trois cents répondants potentiels. Environ cent vingt ont accepté de le remplir, et soixante ont rempli tout le questionnaire. Les résultats ont été analysés pour produire des lignes directrices pour les futures applications techniques des systèmes AAL pour les patients MCI et l'avenir de la recherche. Les statistiques descriptives montrent un soutien à la mise en oeuvre de l'AAL général et des variantes pour les patients MCI. L'analyse comparative des données ordinales pour des groupes spécifiques de répondants est effectuée à l'aide de tests non paramétriques. Le test de Mann-Whitney-Wilcoxon et le test de Kruskal-Wallis sont appliqués. Les résultats des questions de tableau sont analysés avec le chi carré pour les tableaux de fréquence. L'analyse de groupe a démontré une uniformité positive relative dans les réponses à l'appui de l'AAL des patients MCI

Localización de personas mediante sensores inerciales y su fusión con otras tecnologías

En el presente trabajo de Tesis se aborda el problema de la localización en entornos interiores utilizando sensores inerciales y su fusión con otras medidas para mejorar la estimación y limitar posibles derivas. Para ello, el algoritmo de localización propuesto se divide en tres partes: Una etapa de estimación del movimiento usando Pedestrian Dead Reckoning (PDR), un esquema de fusión de información que permite integrar múltiples tipos de medidas, aunque tengan relaciones no lineales, y la utilización de medidas externas (como la potencia de la señal de puntos de acceso WiFi, rangos a balizas UWB, GNSS, etc.) para limitar la deriva, proponiendo mejoras a cada una de ellas. Para mejorar el algoritmo PDR se propone la modificación del detector de apoyo utilizando un filtro de media sobre una ventana retardada. Para la estimación y corrección de errores se propone la utilización del filtro de Kalman Unscented (UKF) que simplifica los cálculos necesarios para la estimación y mejora la aproximación no lineal. Debido a la falta de información de la guiñada, una estimación PDR pura divergirá con el tiempo. Para aportar información de la orientación a la estimación se propone medir la rotación del campo magnético de acuerdo a las velocidades angulares observadas en el giróscopo. Se comprueba en varios experimentos que las mejoras evitan errores en la fase de apoyo, mejoran la estimación y disminuyen el efecto de la deriva de la orientación. Para fusionar la información del PDR con medidas externas se propone la utilización de dos esquemas: el primero, un filtro de límites que establece una distancia máxima entre 2 estimaciones, y el segundo un esquema basado en un filtro de partículas a dos etapas. El filtro de límites modifica la pdf (función de densidad de probabilidad) para evitar estimaciones muy distantes entre sí. Se comprueba que, al utilizar este método, se logra evitar la deriva un sistema PDR utilizando medidas UWB en otra parte del cuerpo. El esquema basado en un filtro de partículas utiliza la información de PDR para propagar las partículas y las medidas externas para actualizar los pesos de éstas. Se propone agregar el bias de la velocidad angular a los estados de las partículas para modelar el efecto del bias random walk (sesgo de camino aleatorio) del giróscopo. El filtro de partículas permite utilizar cualquier medida con una función de observación y una distribución de error, por lo que se estudian varios casos de estimaciones PDR fusionadas con medidas de sistemas WiFi, RFID, UWB y ZigBee. Los sistemas RF utilizados tienen un error de posicionamiento de 5 m (90 % de los casos) y la estimación PDR tiene un error creciente, pero al fusionar las estimaciones se logra un error inferior a 2 m (90 % de los casos). Por último, se utiliza el mapa del edificio para corregir las estimaciones y encauzarlas en las áreas caminables del edificio. Para ello se utiliza un método de eliminación de hipótesis (partículas) que atraviesan paredes. Este algoritmo se optimiza utilizando solo las paredes de la habitación en que se encuentra la partícula y se propone una sectorización de las operaciones para poder ser utilizada en MATLAB a tiempo real. Se demostró con señales reales que el algoritmo es capaz de auto localizar a una persona si el recorrido es no simétrico, obteniendo un nivel de error que dependerá del edificio, en nuestro caso cercano a 1 m. Si se utilizan medidas RF y el mapa, la estimación converge significativamente más rápido, y el nivel de error y el número de partículas necesarias (por ende, el tiempo de cómputo) disminuyen