Percepción basada en visión estereoscópica, planificación de trayectorias y estrategias de navegación para exploración robótica autónoma

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Informática, Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia artificial, leída el 13-05-2015En esta tesis se trata el desarrollo de una estrategia de navegación autónoma basada en visión artificial para exploración robótica autónoma de superficies planetarias. Se han desarrollado una serie de subsistemas, módulos y software específicos para la investigación desarrollada en este trabajo, ya que la mayoría de las herramientas existentes para este dominio son propiedad de agencias espaciales nacionales, no accesibles a la comunidad científica. Se ha diseñado una arquitectura software modular multi-capa con varios niveles jerárquicos para albergar el conjunto de algoritmos que implementan la estrategia de navegación autónoma y garantizar la portabilidad del software, su reutilización e independencia del hardware. Se incluye también el diseño de un entorno de trabajo destinado a dar soporte al desarrollo de las estrategias de navegación. Éste se basa parcialmente en herramientas de código abierto al alcance de cualquier investigador o institución, con las necesarias adaptaciones y extensiones, e incluye capacidades de simulación 3D, modelos de vehículos robóticos, sensores, y entornos operacionales, emulando superficies planetarias como Marte, para el análisis y validación a nivel funcional de las estrategias de navegación desarrolladas. Este entorno también ofrece capacidades de depuración y monitorización.La presente tesis se compone de dos partes principales. En la primera se aborda el diseño y desarrollo de las capacidades de autonomía de alto nivel de un rover, centrándose en la navegación autónoma, con el soporte de las capacidades de simulación y monitorización del entorno de trabajo previo. Se han llevado a cabo un conjunto de experimentos de campo, con un robot y hardware real, detallándose resultados, tiempo de procesamiento de algoritmos, así como el comportamiento y rendimiento del sistema en general. Como resultado, se ha identificado al sistema de percepción como un componente crucial dentro de la estrategia de navegación y, por tanto, el foco principal de potenciales optimizaciones y mejoras del sistema. Como consecuencia, en la segunda parte de este trabajo, se afronta el problema de la correspondencia en imágenes estéreo y reconstrucción 3D de entornos naturales no estructurados. Se han analizado una serie de algoritmos de correspondencia, procesos de imagen y filtros. Generalmente se asume que las intensidades de puntos correspondientes en imágenes del mismo par estéreo es la misma. Sin embargo, se ha comprobado que esta suposición es a menudo falsa, a pesar de que ambas se adquieren con un sistema de visión compuesto de dos cámaras idénticas. En consecuencia, se propone un sistema experto para la corrección automática de intensidades en pares de imágenes estéreo y reconstrucción 3D del entorno basado en procesos de imagen no aplicados hasta ahora en el campo de la visión estéreo. Éstos son el filtrado homomórfico y la correspondencia de histogramas, que han sido diseñados para corregir intensidades coordinadamente, ajustando una imagen en función de la otra. Los resultados se han podido optimizar adicionalmente gracias al diseño de un proceso de agrupación basado en el principio de continuidad espacial para eliminar falsos positivos y correspondencias erróneas. Se han estudiado los efectos de la aplicación de dichos filtros, en etapas previas y posteriores al proceso de correspondencia, con eficiencia verificada favorablemente. Su aplicación ha permitido la obtención de un mayor número de correspondencias válidas en comparación con los resultados obtenidos sin la aplicación de los mismos, consiguiendo mejoras significativas en los mapas de disparidad y, por lo tanto, en los procesos globales de percepción y reconstrucción 3D.Depto. de Ingeniería de Software e Inteligencia Artificial (ISIA)Fac. de InformáticaTRUEunpu

Artificial Neural Networks in Agriculture

Modern agriculture needs to have high production efficiency combined with a high quality of obtained products. This applies to both crop and livestock production. To meet these requirements, advanced methods of data analysis are more and more frequently used, including those derived from artificial intelligence methods. Artificial neural networks (ANNs) are one of the most popular tools of this kind. They are widely used in solving various classification and prediction tasks, for some time also in the broadly defined field of agriculture. They can form part of precision farming and decision support systems. Artificial neural networks can replace the classical methods of modelling many issues, and are one of the main alternatives to classical mathematical models. The spectrum of applications of artificial neural networks is very wide. For a long time now, researchers from all over the world have been using these tools to support agricultural production, making it more efficient and providing the highest-quality products possible

Feasible, Robust and Reliable Automation and Control for Autonomous Systems

The Special Issue book focuses on highlighting current research and developments in the automation and control field for autonomous systems as well as showcasing state-of-the-art control strategy approaches for autonomous platforms. The book is co-edited by distinguished international control system experts currently based in Sweden, the United States of America, and the United Kingdom, with contributions from reputable researchers from China, Austria, France, the United States of America, Poland, and Hungary, among many others. The editors believe the ten articles published within this Special Issue will be highly appealing to control-systems-related researchers in applications typified in the fields of ground, aerial, maritime vehicles, and robotics as well as industrial audiences

Complexity, Emergent Systems and Complex Biological Systems:\ud Complex Systems Theory and Biodynamics. [Edited book by I.C. Baianu, with listed contributors (2011)]

An overview is presented of System dynamics, the study of the behaviour of complex systems, Dynamical system in mathematics Dynamic programming in computer science and control theory, Complex systems biology, Neurodynamics and Psychodynamics.\u

Measuring knowledge sharing processes through social network analysis within construction organisations

The construction industry is a knowledge intensive and information dependent industry. Organisations risk losing valuable knowledge, when the employees leave them. Therefore, construction organisations need to nurture opportunities to disseminate knowledge through strengthening knowledge-sharing networks. This study aimed at evaluating the formal and informal knowledge sharing methods in social networks within Australian construction organisations and identifying how knowledge sharing could be improved. Data were collected from two estimating teams in two case studies. The collected data through semi-structured interviews were analysed using UCINET, a Social Network Analysis (SNA) tool, and SNA measures. The findings revealed that one case study consisted of influencers, while the other demonstrated an optimal knowledge sharing structure in both formal and informal knowledge sharing methods. Social networks could vary based on the organisation as well as the individuals’ behaviour. Identifying networks with specific issues and taking steps to strengthen networks will enable to achieve optimum knowledge sharing processes. This research offers knowledge sharing good practices for construction organisations to optimise their knowledge sharing processes

The 45th Australasian Universities Building Education Association Conference: Global Challenges in a Disrupted World: Smart, Sustainable and Resilient Approaches in the Built Environment, Conference Proceedings, 23 - 25 November 2022, Western Sydney University, Kingswood Campus, Sydney, Australia

This is the proceedings of the 45th Australasian Universities Building Education Association (AUBEA) conference which will be hosted by Western Sydney University in November 2022. The conference is organised by the School of Engineering, Design, and Built Environment in collaboration with the Centre for Smart Modern Construction, Western Sydney University. This year’s conference theme is “Global Challenges in a Disrupted World: Smart, Sustainable and Resilient Approaches in the Built Environment”, and expects to publish over a hundred double-blind peer review papers under the proceedings

Using MapReduce Streaming for Distributed Life Simulation on the Cloud

Distributed software simulations are indispensable in the study of large-scale life models but often require the use of technically complex lower-level distributed computing frameworks, such as MPI. We propose to overcome the complexity challenge by applying the emerging MapReduce (MR) model to distributed life simulations and by running such simulations on the cloud. Technically, we design optimized MR streaming algorithms for discrete and continuous versions of Conway’s life according to a general MR streaming pattern. We chose life because it is simple enough as a testbed for MR’s applicability to a-life simulations and general enough to make our results applicable to various lattice-based a-life models. We implement and empirically evaluate our algorithms’ performance on Amazon’s Elastic MR cloud. Our experiments demonstrate that a single MR optimization technique called strip partitioning can reduce the execution time of continuous life simulations by 64%. To the best of our knowledge, we are the first to propose and evaluate MR streaming algorithms for lattice-based simulations. Our algorithms can serve as prototypes in the development of novel MR simulation algorithms for large-scale lattice-based a-life models.https://digitalcommons.chapman.edu/scs_books/1014/thumbnail.jp