DOA estimation of two targets using beamformer based methods with application to automotive radar

Projecte final de carrera fet en col.laboració amb Technische Universität DarmstadtEnglish: Direction-of-arrival (DOA) estimation of two targets plays an important role in automotive radar. Two cases are distinguished: when the targets are closely spaced and the conventional beamformer is not able to resolve them, and when the targets are widely spaced and the beamformer is able to resolve them. In the first case, accurate estimates can be obtained using high-resolution techniques. In the second case, estimates are typically biased. Automotive radar applications demand real-time processing and therefore the computational cost has to be addressed. For the resolved scenario, we propose a procedure to reduce the bias of the beamformer estimates, thus avoiding the use of iterative algorithms. The final estimates are obtained after applying a correction term, which is calculated off-line and stored in a look-up table. For the non-resolved scenario, we consider a practicable implementation of the maximum likelihood estimator. A simplified version of the cost function is used to reduce the complexity. The peak location from the beamformer can also be used to delimit the search range. The results of the mentioned methods are compared with other iterative algorithms, in terms of performance and computational cost. Applying the correction factors, the bias of the beamformer estimates are successfully reduced, making them accurate enough for the automotive radar application. The simplified implementation of the ML cost function reduces significantly the computational cost, allowing its use in real-time applications. Moreover, the performance obtained is also within the acceptable range for the automotive radar application, even for narrow angular separations. A block diagram containing the proposed methods is finally given, which is proposed as a suitable DOA estimation system for the automotive radar application.Castellano: La estimación del ángulo de llegada (DOA estimation) para dos objetivos juega un papel importante dentro de las aplicaciones radar para la automoción. Para este caso, distinguimos entre dos escenarios: cuando los objetivos se encuentran muy cerca el uno del otro y el beamformer convencional no es capaz de resolverlos, y cuando los objetivos se encuentran bastante separados y éste sí es capaz de resolverlos. En el primer escenario, podemos conseguir estimaciones más precisas mediante el uso de técnicas de alta resolución. En el segundo escenario, las estimaciones obtenidas son típicamente sesgadas. Las aplicaciones radar para la automoción requieren del procesado de datos en tiempo real y, por lo tanto, la carga computacional debe ser reducida. Para el escenario resuelto, proponemos un procedimiento que permite reducir el sesgo de las estimaciones del beamformer, evitando así el uso de algoritmos iterativos. Las estimaciones finales se obtienen tras aplicar un término de corrección, que es calculado previamente off-line y almacenado en una tabla (look-up table). Para el caso no resuelto, consideramos una implementación factible del estimador de máxima verosimilutud (MLE). Por tal de reducir la complejidad de los cálculos, usamos una versión simplificada de la función de coste del estimador. Además, el máximo obtenido del beamformer es usado también para delimitar el rango de búsqueda, reduciendo aún más la carga computacional. Los resultados obtenidos tras aplicar los métodos mencionados son contrastados con otros algoritmos iterativos, en términos de rendimiento y carga computacional. Aplicando los factores de corrección, el sesgo de las estimaciones obtenidas mediante el beamformer se ve reducido considerablemente, permitiendo tasas de error aptas para su uso en aplicaciones radar para la automoción. La versión simplificada del MLE reduce significantemente la carga computacional, haciendo posible también su uso para aplicaciones en tiempo real. Además, el comportamiento obtenido se encuentra de igual manera dentro del rango aceptado en aplicaciones radar para la automoción, incluso para ángulos de llegada muy próximos entre si. Finalmente, proporcionamos un diagrama de bloques que combina las técnicas descritas, el cual es propuesto como un sistema apropiado para la estimación del ángulo de llegada en aplicaciones radar para la automoción.Català: L'estimació de l'angle d'arribada (DOA estimation) per dos objectius juga un paper important dintre de les aplicacions radar per a l'automoció. En aquest cas, podem distingir entre dos escenaris diferents: quan els objectius es troben molt a prop l'un de l'altre i el beamformer convencional no és capaç de resoldre'ls, i quan els objectius es troben bastant separats i aquest si és capaç de resoldre'ls. En el primer escenari, podem aconseguir estimacions més precises mitjançant l'ús de tècniques d'alta resolució. En el segon escenari, les estimacions obtingudes son típicament esbiaixades. Les aplicacions radar per a l'automoció requereixen de processament de dades en temps real i, per tant, la carga computacional ha de ser reduïda. Per a l'escenari resolt, proposem un procediment que fa possible reduir el biaix de les estimacions del beamformer, evitant així l'ús d'algoritmes iteratius. Les estimacions finals s'obtenen després d'aplicar un terme de correcció, que és calculat prèviament off-line i emmagatzemat en una taula (look-up table). Per al cas no resolt, considerem una implementació factible de l'estimador de màxima versemblança (MLE). Per tal de reduir la complexitat dels càlculs, utilitzem una versió simplificada de la funció de cost de l'estimador. A més, utilitzem el màxim obtingut del beamformer per delimitar el rang de cerca, reduint encara més la carga computacional. Els resultats obtinguts després d'aplicar els mètodes mencionats són contrastats am altres algoritmes iteratius, en termes de rendiment i carga computacional. Aplicant els factors de correcció, el biaix de les estimacions del beamformer es veu reduït considerablement, produint tasses d'error aptes per el seu ús en aplicacions radar per a l'automoció. La versió simplificada del MLE redueix significativament la carga computacional, fent possible també el seu ús per aplicacions en temps real. A més, el comportament obtingut es troba d'igual manera dins del marge acceptable en aplicacions radar per a l'automoció, fins i tot per angles d'arribada molt pròxims entre si. Finalment, proporcionem un diagrama de blocs que combina les tècniques descrites, el qual es proposat com a sistema apropiat per a l'estimació de l'angle d'arribada en aplicacions radar per a l'automoció

Predictive potential of genotypes within the prolactin, growth hormone and insulin -like growth factor-I pathways in genetic evaluation of 305 days milk yield in Holstein cows in Sonora, Mexico

Includes bibliographical references.2015 Summer.The objective of this study was to calculate a molecular breeding value (MBV) using single nucleotide polymorphims (SNP) within genes of the prolactin (PRL) and growth hormone and insulin-like growth factor (GH-IGF1) pathways associated with milk production traits and evaluate their effectiveness in genetic prediction in Holstein cows in Sonora, Mexico. We hypothesized that MBV constructed using DNA markers within the PRL and GH-IGF1 pathways have the potential to predict milk production traits in heat-stressed lactating Holstein cows. The data contained observations of 659 Holstein dairy cows collected during 2012 from the city of Obregón, Sonora, Mexico. Milk yield observations were recorded monthly and 305 d milk yield was calculated. Cows were genotyped for 179 tag SNP within 43 genes in the PRL and GH-IGF1 pathways. Eight SNP within 5 genes were associated with 305d milk yield (P ≤ 0.05). No previous research reported these associations. Their effects were used to estimate a MBV. The linear correlation of the MBV and 305 d milk yield was 0.21 and the adjusted R² was 4.5%. Genetic parameters were estimated in ASREML for 305 d milk yield (h² = 0.39 ± 0.11). A training and predicting exercise, was performed using SAS 9.4 with the same data set. The SNP effects and association were estimated and used to calculate an MBV. The MBV was estimated and evaluated by comparing estimates from a 5-fold strategy of random clustering. This procedure was repeated five times, resulting in five MBV. To evaluate the effectiveness of these MBV, correlations and adjusted R² were estimated between MBV and 305 d milk yield. One MBV (MBV5) was correlated (-0.27) and had an adjusted R² of 6.37%. The MBV estimated from SNP within the PRL and GH-IGF1 pathways genes was positive but weakly associated with 305 d milk yield. In the training-predicting exercise, only 1 of the 5 MBV explained a portion of the variation in 305 d milk yield. The small amount of phenotypic variation may be due to the small numbers of SNP used to calculate the MBV and the polygenic nature of the trait under heat stress conditions. The quality of the data, could also affect the results. We accept our hypothesis, the MBV was capable of predicting a portion of the phenotypic variation in 305 d milk yield in lactating Holstein cows in Sonora, MX. Nevertheless, the accuracy and amount of variability explained was not enough to be feasible for use in genetic selection procedures

Construcciones sociales del espacio turístico recreativo. Un estudio interpretativo sobre las prácticas recreativas en el Parque Nacional Molino de Flores Nezahualcóyotl, México

Como cualquier otro espacio, los espacios turístico-recreativos se construyen socialmente, y dichas construcciones se generan en función de los significados, las prácticas e interacciones de quienes los visitan, principalmente. Desde esta premisa, este trabajo tiene como objetivo conocer las construcciones sociales, turísticas y recreativas de un destino en particular mediante la observación y el análisis de la experiencia, las prácticas y las interacciones sociales de sus visitantes. Los hallazgos se discuten a partir de un caso de estudio en el Parque Nacional Molino de Flores Nezahualcóyotl, México. A partir de las interacciones con el lugar y con los otros, el lugar es construido por los visitantes como un espacio de recreación familiar y de observación cultural, principalmente

Culture as a means of urban transformation. The Picasso Museum in Barcelona

El presente artículo tiene como objetivo analizar la forma en que la cultura es utilizada en los procesos de trasformación urbana. Se estudia el caso del barrio del Casc Antic en Barcelona, en el cual la instalación del Museo Picasso se dispuso como elemento de cambio social con la finalidad de revertir el proceso de deterioro social y estructural en el que se encontraba. Desde narrativas propias del revanchismo urbano se justificó la utilización de la cultura y el patrimonio en la puesta en valor de esta parte de la ciudad, que resultó fundamental en la proyección internacional de Barcelona. La instalación del museo ha implicado la reconversión de su área de influencia a través de la instalación de otros recintos culturales, galerías y bares, además que ha atraído una importante cantidad de artistas conformándolo como un barrio artístico

Análisis de precios de productos básicos en tiendas de autoservicio de Pachuca y el Comercio de Zacualtipán, Hidalgo, 2007-2008

Esta investigación se realizó en tiendas de autoservicio de Pachuca y el comercio local de Zacualtipán, Estado de Hidalgo. Se registraron precios de 24 productos: arroz, tortilla, jitomate, limón, chile jalapeño, leche, huevo, jamón, salchicha, carne de res, carne de pollo, papel sanitario, jabón de polvo, jabón de baño, pasta de dientes, frijol, cebolla, papa, aguacate, naranja, plátano, aceite, sal y azúcar. Las fechas de consulta de precios fueron: 26 de julio de 2007, 25 de enero y 29 de mayo de 2008. La importancia del estudio es el análisis comparativo y evolución de precios. Las tiendas de autoservicio ofrecen 9.7% más barato en el 62.5% de los productos. El comercio local ofrece el 12.7% más barato que las tiendas de autoservicio en frijol, cebolla, papa, aguacate, plátano, aceite, sal y azúcar. Durante el 26 de julio de 2007 al 29 de mayo de 2008, los precios aumentaron 19.8% y 19.6% en el comercio local y tiendas de autoservicio, respectivamente. Palabras clave: Precios, productos básicos, pequeñas y medianas empresas, tiendas de autoservicio, análisis comparativo, comercio

Estrategias didácticas aplicadas en la enseñanza aprendizaje en el tema de factorización del trinomio cuadrado perfecto en el noveno grado del Instituto Manuel Hernández Martinez en el primer semestre de 2015

Ante la poca aceptación de la signatura de matemática por parte de los estudiantes, los diferentes actores educativos, se han visto en la necesidad de proponer ciertas actividades que permitan superar en cierto grado este tipo de problemática. La propuesta realizada en la presente tesis está basada en el desarrollo de destrezas que el estudiante debe poseer para la mejor comprensión y desempeño en el tratamiento del Algebra; que es el punto de partida para el estudio de la matemática en un nivel superior. La metodología utilizada en este trabajo de investigación está basada principalmente en la Teoría del Constructivismo, misma que permite al estudiante desarrollar y crear su propio conocimiento relacionando contenidos previos con el nuevo contenido. De acuerdo a los resultados obtenidos de la aplicación de las diferentes encuestas a la población, se puede evidenciar que las clases de matemáticas son netamente teóricas, sin regirse a una planificación establecida lo que conlleva a un uso no adecuado de los instrumentos de evaluación. Todas estas debilidades podrían ser superadas con la capacitación permanente del personal docente, en aspectos pedagógicos, didácticos, instrumentos de evaluación, planificación, entre otras. Por todo lo expuesto anteriormente se hace necesario la elaboración de una guía práctica que permita relacionar el contenido teórico con la solución de problemas. La forma de enseñar anteriormente la descomposición factorial era por casos, lo que no daba un buen resultado en el aprendizaje para los estudiantes. Como resultado de esta investigación se presenta una guía didáctica de estrategias del aprendizaje del Trinomio Cuadrado Perfecto; para facilitar la tarea de los docentes en su labor diaria aplicando un modelo constructivista y lograr una mejor enseñanza-aprendizaje en los estudiantes para que sean más críticos-reflexivos y puedan desenvolverse dentro de la sociedad y en el desarrollo práctico de valores. No existe una buena relación entre docente- estudiante durante el desarrollo de la clase de Matemática, no existe apertura para que los estudiantes desarrollen sus habilidades, los procesos que sigue el docente no aporta con los procesos enseñanza-aprendizaje a los estudiantes, el uso de estrategias individuales y grupales es muy importante en el desarrollo de las clases de descomposición factorial, en el caso particular del Trinomio Cuadrado Perfect

DOA estimation of two targets using beamformer based methods with application to automotive radar

Projecte final de carrera fet en col.laboració amb Technische Universität DarmstadtEnglish: Direction-of-arrival (DOA) estimation of two targets plays an important role in automotive radar. Two cases are distinguished: when the targets are closely spaced and the conventional beamformer is not able to resolve them, and when the targets are widely spaced and the beamformer is able to resolve them. In the first case, accurate estimates can be obtained using high-resolution techniques. In the second case, estimates are typically biased. Automotive radar applications demand real-time processing and therefore the computational cost has to be addressed. For the resolved scenario, we propose a procedure to reduce the bias of the beamformer estimates, thus avoiding the use of iterative algorithms. The final estimates are obtained after applying a correction term, which is calculated off-line and stored in a look-up table. For the non-resolved scenario, we consider a practicable implementation of the maximum likelihood estimator. A simplified version of the cost function is used to reduce the complexity. The peak location from the beamformer can also be used to delimit the search range. The results of the mentioned methods are compared with other iterative algorithms, in terms of performance and computational cost. Applying the correction factors, the bias of the beamformer estimates are successfully reduced, making them accurate enough for the automotive radar application. The simplified implementation of the ML cost function reduces significantly the computational cost, allowing its use in real-time applications. Moreover, the performance obtained is also within the acceptable range for the automotive radar application, even for narrow angular separations. A block diagram containing the proposed methods is finally given, which is proposed as a suitable DOA estimation system for the automotive radar application.Castellano: La estimación del ángulo de llegada (DOA estimation) para dos objetivos juega un papel importante dentro de las aplicaciones radar para la automoción. Para este caso, distinguimos entre dos escenarios: cuando los objetivos se encuentran muy cerca el uno del otro y el beamformer convencional no es capaz de resolverlos, y cuando los objetivos se encuentran bastante separados y éste sí es capaz de resolverlos. En el primer escenario, podemos conseguir estimaciones más precisas mediante el uso de técnicas de alta resolución. En el segundo escenario, las estimaciones obtenidas son típicamente sesgadas. Las aplicaciones radar para la automoción requieren del procesado de datos en tiempo real y, por lo tanto, la carga computacional debe ser reducida. Para el escenario resuelto, proponemos un procedimiento que permite reducir el sesgo de las estimaciones del beamformer, evitando así el uso de algoritmos iterativos. Las estimaciones finales se obtienen tras aplicar un término de corrección, que es calculado previamente off-line y almacenado en una tabla (look-up table). Para el caso no resuelto, consideramos una implementación factible del estimador de máxima verosimilutud (MLE). Por tal de reducir la complejidad de los cálculos, usamos una versión simplificada de la función de coste del estimador. Además, el máximo obtenido del beamformer es usado también para delimitar el rango de búsqueda, reduciendo aún más la carga computacional. Los resultados obtenidos tras aplicar los métodos mencionados son contrastados con otros algoritmos iterativos, en términos de rendimiento y carga computacional. Aplicando los factores de corrección, el sesgo de las estimaciones obtenidas mediante el beamformer se ve reducido considerablemente, permitiendo tasas de error aptas para su uso en aplicaciones radar para la automoción. La versión simplificada del MLE reduce significantemente la carga computacional, haciendo posible también su uso para aplicaciones en tiempo real. Además, el comportamiento obtenido se encuentra de igual manera dentro del rango aceptado en aplicaciones radar para la automoción, incluso para ángulos de llegada muy próximos entre si. Finalmente, proporcionamos un diagrama de bloques que combina las técnicas descritas, el cual es propuesto como un sistema apropiado para la estimación del ángulo de llegada en aplicaciones radar para la automoción.Català: L'estimació de l'angle d'arribada (DOA estimation) per dos objectius juga un paper important dintre de les aplicacions radar per a l'automoció. En aquest cas, podem distingir entre dos escenaris diferents: quan els objectius es troben molt a prop l'un de l'altre i el beamformer convencional no és capaç de resoldre'ls, i quan els objectius es troben bastant separats i aquest si és capaç de resoldre'ls. En el primer escenari, podem aconseguir estimacions més precises mitjançant l'ús de tècniques d'alta resolució. En el segon escenari, les estimacions obtingudes son típicament esbiaixades. Les aplicacions radar per a l'automoció requereixen de processament de dades en temps real i, per tant, la carga computacional ha de ser reduïda. Per a l'escenari resolt, proposem un procediment que fa possible reduir el biaix de les estimacions del beamformer, evitant així l'ús d'algoritmes iteratius. Les estimacions finals s'obtenen després d'aplicar un terme de correcció, que és calculat prèviament off-line i emmagatzemat en una taula (look-up table). Per al cas no resolt, considerem una implementació factible de l'estimador de màxima versemblança (MLE). Per tal de reduir la complexitat dels càlculs, utilitzem una versió simplificada de la funció de cost de l'estimador. A més, utilitzem el màxim obtingut del beamformer per delimitar el rang de cerca, reduint encara més la carga computacional. Els resultats obtinguts després d'aplicar els mètodes mencionats són contrastats am altres algoritmes iteratius, en termes de rendiment i carga computacional. Aplicant els factors de correcció, el biaix de les estimacions del beamformer es veu reduït considerablement, produint tasses d'error aptes per el seu ús en aplicacions radar per a l'automoció. La versió simplificada del MLE redueix significativament la carga computacional, fent possible també el seu ús per aplicacions en temps real. A més, el comportament obtingut es troba d'igual manera dins del marge acceptable en aplicacions radar per a l'automoció, fins i tot per angles d'arribada molt pròxims entre si. Finalment, proporcionem un diagrama de blocs que combina les tècniques descrites, el qual es proposat com a sistema apropiat per a l'estimació de l'angle d'arribada en aplicacions radar per a l'automoció

Covariance update in data assimilation for state and parameter estimation

The goal of Data Assimilation (DA) is to estimate, with the aid of numerical methods, the true state of a dynamical system, taking into account observations (measurements), a forecast model and state, as well as statistical information of observation, model and forecast errors. DA is also crucial for improving mathematical models, which are defective or inaccurate and contain unproven data and unknown parameters respectively, for simulation and control. This research field has an extraordinary number of application areas, being the simulation and computation of climate and ocean models among the most important and studied. In the context of data assimilation problems it is common that models depend on poorly known parameters. A well-known approach is to solve both problems, data assimilation and parameter estimation, at the same time following the so-called augmented state approach. The idea is to solve a modified DA problem, where the parameters are considered state variables and included in an augmented state vector, and the parameter evolution dynamics are incorporated into a new augmented forecast model. Typically, parameters are not directly observed; therefore, their estimation depends on the ability of the assimilation scheme to infer parameter updates using the information obtained from the observational data. The interrelation between state variables and parameters is given by their correlations. In this work we investigate the influence of the augmented state covariance matrix on the joint state-parameter data assimilation problem. Moreover, using the augmented approach we propose a novel method based on a low-cost update of the augmented state covariance matrix. Furthermore, we find necessary and sufficient conditions for the convergence of 3D-Var methods, and in particular of our proposed strategy, when applied to linear state-parameter DA problems. The suitability of our proposed method is tested using several benchmark problems