Vehicular traffic surveillance and road lane detection using radar interferometry

Speed enforcement on public roadways is an important issue in order to guarantee road security and to reduce the number and seriousness of traffic accidents. Traditionally, this task has been partially solved using radar and/or laser technologies and, more recently, using video-camera based systems. All these systems have significant shortcomings that have yet to be overcome. The main drawback of classical Doppler radar technology is that the velocity measurement fails when several vehicles are in the radars beam. Modern radar systems are able to measure speed and range between vehicle and radar. However, this is not enough to discriminate the lane where the vehicle is driving on. The limitation of several vehicles in the beam is overcome using laser technology. However, laser systems have another important limitation: They cannot measure the speed of several vehicles simultaneously. Novel video-camera systems, based on license plate identification, solve the previous drawbacks, but they have the problem that they can only measure average speed but never top-speed. This paper studies the feasibility of using an interferometric linear frequency modulated continuous wave radar to improve top-speed enforcement on roadways. Two different systems based on down-the-road and across-the-road radar configurations are presented. The main advantage of the proposed solutions is they can simultaneously measure speed, range, and lane of several vehicles, allowing the univocal identification of the offenders. A detailed analysis about the operation and accuracy of these solutions is reported. In addition, the feasibility of the proposed techniques has been demonstrated with simulations and real experiments using a Ka-band interferometric radar developed by our research group

Processing chain of a radar network for safety improvement in the usage of heavy machinery

The use of heavy machinery is one of the main causes of accidents in sites as warehouses or construction. These vehicles have several blind spots that encumber their maneuvering and create a collision-prone environment. To ensure safety in these situations, an early warning system capable of avoiding these accidents is required. An innovative solution consists of the use of a on-board, low-cost, K-band radar network. The complete system is to operate with a very low false alarm rate (FAR) to avoid unnecessary stops and loss of trust by the driver. In order to fulfill this requirement, a processing chain that rejects false detections is implemented. It is also responsible for joining data from all the subsystems of the network

Examining the immune signatures of SARS-CoV-2 infection in pregnancy and the impact on neurodevelopment: Protocol of the SIGNATURE longitudinal study

The COVID-19 pandemic represents a valuable opportunity to carry out cohort studies that allow us to advance our knowledge on pathophysiological mechanisms of neuropsychiatric diseases. One of these opportunities is the study of the relationships between inflammation, brain development and an increased risk of suffering neuropsychiatric disorders. Based on the hypothesis that neuroinflammation during early stages of life is associated with neurodevelopmental disorders and confers a greater risk of developing neuropsychiatric disorders, we propose a cohort study of SARS-CoV-2-infected pregnant women and their newborns. The main objective of SIGNATURE project is to explore how the presence of prenatal SARS-CoV-2 infection and other non-infectious stressors generates an abnormal inflammatory activity in the newborn. The cohort of women during the COVID-19 pandemic will be psychological and biological monitored during their pregnancy, delivery, childbirth and postpartum. The biological information of the umbilical cord (foetus blood) and peripheral blood from the mother will be obtained after childbirth. These samples and the clinical characterisation of the cohort of mothers and newborns, are tremendously valuable at this time. This is a protocol report and no analyses have been conducted yet, being currently at, our study is in the recruitment process step. At the time of this publication, we have identified 1,060 SARS-CoV-2 infected mothers and all have already given birth. From the total of identified mothers, we have recruited 537 SARS-COV-2 infected women and all of them have completed the mental health assessment during pregnancy. We have collected biological samples from 119 mothers and babies. Additionally, we have recruited 390 non-infected pregnant women.This work has received support from the Fundación Alicia Koplowitz to realize the epigenetic wide association study and to the clinical assessment to the children. This work has also received public support from the Consejería de Salud y Familias para la financiación de la investigación, desarrollo e innovación (i + d + i) biomédica y en ciencias de la salud en Andalucía (CSyF 2021 - FEDER). Grant Grant number PECOVID- 0195-2020. Convocatoria financiada con Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) al 80% dentro del Programa Operativo de Andalucía FEDER 2014-2020. Andalucía se mueve con Europa. NG-T received payment under Rio Hortega contract CM20-00015 with the Carlos III Health Institute.Peer reviewe

SAR aerotransportado. Desarrollo de algoritmos de corrección de movimiento en tiempo real

Los radares de apertura sintética, SAR, operan en las bandas de microondas, con longitudes de onda del orden de centímetros. Combinando la información recogida por el radar en varios puntos se consigue alta resolución acimutal. La geometría debe ser respetada por completo para conseguir los resultados esperados, esto quiere decir que la transmisión y recepción de cada pulso debe efectuarse en un momento y posición precisos. Si añadimos que estos radares van a bordo de aviones, es intuitivo pensar que el avión debería seguir una trayectoria ideal a velocidad constante para respetar esa geometría. Esto por supuesto no es una hipótesis real, pues los aviones más estables presentan desviaciones respecto a su plan de vuelo del orden de metros, siendo mucho mayores que la longitud de onda, y por lo tanto intolerables. El proyecto realiza una clasificación y un estudio del efecto de esos errores en la imagen final. Además se presentan dos tipos de técnicas de corrección de esos errores de movimiento. Unas están basadas en sensores que miden esos errores, y a partir de esas medidas procesan una corrección adecuada. Otras se basan en analizar la señal radar recibida y a partir de ella obtener el error mediante procesado digital de señal. El documento estudia las dos y analiza distintos algoritmos, simulando mediante Matlab algunos de ellos

Nuevas técnicas para sensores radar embarcados en vehículos aéreos no tripulados

La presente Tesis Doctoral se engloba dentro del marco de utilización de sensores radar embarcados en UAVs (Vehículos Aéreos no Tripulados). El interés por los sistemas UAV se despertó hace 20 años, debido a que no se necesita un piloto a bordo de la aeronave. La ventaja de no tener que transportar una persona posibilita el uso de aeronaves más pequeñas y menos potentes. Además, pueden realizar misiones peligrosas, en entornos hostiles, bajo condiciones climatológicas adversas, sin comprometer la integridad física del piloto. Por otro lado, se superan ciertos límites físicos impuestos por el hecho de transportar un piloto, por ejemplo, volar a muchísima altura, durante largas jornadas sin descanso, soportando grandes aceleraciones. En las aplicaciones radar a bordo de UAV se busca fundamentalmente que el radar tenga unas buenas características en cuanto a resolución, sensibilidad, margen dinámico, alcance y funcionalidad. Por otro lado, se busca reducir el tamaño, volumen, peso y consumo del sensor. El uso de sistemas radar embarcados en plataformas UAV tiene un interesante abanico de prometedoras aplicaciones, tanto civiles como militares: vigilancia, exploración, extracción de mapas, control del terreno y vegetación, control táctico, seguimiento de vertidos, detección de minas, seguimiento y control de catástrofes, etc. La ventaja de este tipo de sensor all-weather es que todas estas aplicaciones se pueden llevar a cabo en condiciones de visibilidad reducida: de noche, con humo, con niebla, etc. El objetivo fundamental de esta Tesis Doctoral consiste en estudiar y solucionar distintos problemas asociados al uso de radares embarcados en UAV. Para ello, se ha estructurado la Tesis en cinco capítulos: En el primer capítulo se definen los objetivos de la Tesis, justificando su contenido y estructura. Además, se realiza una introducción a los sistemas UAV, abordando su definición, clasificación, características y las principales aplicaciones radar que pueden realizarse a bordo de los mismos. El segundo capítulo realiza un estudio de los sistemas radar de onda continua y frecuencia modulada (FMCW) operando en la banda de milimétricas, debido a que representan una opción muy atractiva para ser embarcada en UAVs. En este capítulo también se describe el sistema SEIISM, un radar FMCW en milimétricas que ha sido desarrollado para validar experimentalmente las técnicas propuestas a lo largo de la Tesis. El tercer capítulo trata la problemática de la reducción del número de antenas en los radares de onda continua y alta resolución. En primer lugar, se realiza un estudio de las diferentes alternativas que permiten operar un sistema radar FMCW con una única antena, y finalmente, se propone una técnica original que soluciona los inconvenientes de las otras alternativas, bajo determinadas condiciones. El cuarto capítulo analiza el problema de los subsistemas de adquisición en los radares de alta resolución. Estos subsistemas tienen el problema de generar una elevada tasa de información a la salida del conversor analógico-digital. En este capítulo se estudian las diferentes arquitecturas utilizadas para minimizar el problema, y se propone una nueva solución que cumple ciertos requisitos deseables en un radar embarcable. Por último, el quinto capítulo estudia la utilización de sistemas radar de apertura sintética (SAR) de muy alta resolución a bordo de UAVs. Para ello, se propone una cadena de procesado digital SAR adecuada a las necesidades y requisitos tanto del radar como del UAV

Corregistro de imágenes SAR basado en diferentes estimadores de coherencia

Diferentes estimadores de coherencia permiten el corregistro de imágenes SAR

Temperatura del agua y su efecto en el funcionamiento hidráulico de cuatro modelos de goteros

Uno de los principales factores a los que se exponen los goteros y/o cintas de riego en el campo, es la temperatura del aire y la temperatura del agua. En el estado de Sinaloa, localizado en el noroeste de la República Mexicana, se presenta un amplio margen de variación en la temperatura que va desde los 48 °C hasta los 6 °C, por lo que se realizó un estudio con el objeto de conocer el efecto de la temperatura del agua sobre el funcionamiento hidráulico de cuatro modelos de goteros integrados, así como, el comportamiento de la uniformidad y variación de la descarga. Se consideraron cuatro modelos comerciales de cinta de riego con gotero plano integrado (tipo pastilla) en la zona del valle de Culiacán, Sinaloa, México; se comparó el caudal medido con el caudal calculado con las especificaciones hidráulicas de los fabricantes, se hizo variar la presión y la temperatura del agua. Así mismo, se obtuvo el Coeficiente de Uniformidad utilizando tres modelos diferentes: coeficiente de Christiansen, coeficiente de Hart y Reynolds y el coeficiente de Criddle, Davis, Pair y Shockley. Todos los goteros evaluados mostraron un coeficiente de uniformidad superior al 95%, independientemente del modelo utilizado, mientras que el coeficiente de variación fue menor al 4%

Temperatura del agua y su efecto en el funcionamiento hidráulico de cuatro modelos de goteros

One of the main factors to which field drippers and/or irrigation strips are exposed to is air and water temperature. The state of Sinaloa, located in northwest Mexico, presents a wide range of temperature variation, from 48 °C to 6 °C; consequently, a study was conducted in order to determine the effect of water temperature on the hydraulic operation of four integrated dripper models, as well as the uniformity and variation of discharge performance. We considered four commercial irrigation strip models, with an integrated flat button dripper, in the Culiacan valley area in Sinaloa state, Mexico. The measured flow rate was compared to the calculated flow rate, according to the manufacturers’ hydraulic specifications. Water pressure and temperature were varied. In addition, the uniformity coefficient was obtained using three different models: Christiansen’s coefficient, the Hart and Reynolds coefficient, and the Criddle, Davis, Pair, and Shockley coefficient. All evaluated drippers showed a uniformity coefficient higher than 95%, regardless of the model used, while the variation coefficient was less than 4%.Uno de los principales factores a los que se exponen los goteros y/o cintas de riego en el campo, es la temperatura del aire y la temperatura del agua. En el estado de Sinaloa, localizado en el noroeste de la República Mexicana, se presenta un amplio margen de variación en la temperatura que va desde los 48 °C hasta los 6 °C, por lo que se realizó un estudio con el objeto de conocer el efecto de la temperatura del agua sobre el funcionamiento hidráulico de cuatro modelos de goteros integrados, así como, el comportamiento de la uniformidad y variación de la descarga. Se consideraron cuatro modelos comerciales de cinta de riego con gotero plano integrado (tipo pastilla) en la zona del valle de Culiacán, Sinaloa, México; se comparó el caudal medido con el caudal calculado con las especificaciones hidráulicas de los fabricantes, se hizo variar la presión y la temperatura del agua. Así mismo, se obtuvo el Coeficiente de Uniformidad utilizando tres modelos diferentes: coeficiente de Christiansen, coeficiente de Hart y Reynolds y el coeficiente de Criddle, Davis, Pair y Shockley. Todos los goteros evaluados mostraron un coeficiente de uniformidad superior al 95%, independientemente del modelo utilizado, mientras que  el coeficiente de variación fue menor al 4%

On the Use of Low-Cost Radar Networks for Collision Warning Systems Aboard Dumpers

The use of dumpers is one of the main causes of accidents in construction sites, many of them with fatal consequences. These kinds of work machines have many blind angles that complicate the driving task due to their large size and volume. To guarantee safety conditions is necessary to use automatic aid systems that can detect and locate the different objects and people in a work area. One promising solution is a radar network based on low-cost radar transceivers aboard the dumper. The complete system is specified to operate with a very low false alarm rate to avoid unnecessary stops of the dumper that reduce its productivity. The main sources of false alarm are the heavy ground clutter, and the interferences between the radars of the network. This article analyses the clutter for LFM signaling and proposes the use of Offset Linear Frequency Modulated Continuous Wave (OLFM-CW) as radar signal. This kind of waveform can be optimized to reject clutter and self-interferences. Jointly, a data fusion chain could be used to reduce the false alarm rate of the complete radar network. A real experiment is shown to demonstrate the feasibility of the proposed system