Long-term localization of unmanned aerial vehicles based on 3D environment perception

Los vehículos aéreos no tripulados (UAVs por sus siglas en inglés, Unmanned Aerial Vehicles) se utilizan actualmente en innumerables aplicaciones civiles y comerciales, y la tendencia va en aumento. Su operación en espacios exteriores libres de obstáculos basada en GPS (del inglés Global Positioning System) puede ser considerada resuelta debido a la disponibilidad de productos comerciales con cierto grado de madurez. Sin embargo, algunas aplicaciones requieren su uso en espacios confinados o en interiores, donde las señales del GPS no están disponibles. Para permitir la introducción de robots aéreos de manera segura en zonas sin cobertura GPS, es necesario mejorar la fiabilidad en determinadas tecnologías clave para conseguir una operación robusta del sistema, tales como la localización, la evitación de obstáculos y la planificación de trayectorias. Actualmente, las técnicas existentes para la navegación autónoma de robots móviles en zonas sin GPS no son suficientemente fiables cuando se trata de robots aéreos, o no son robustas en el largo plazo. Esta tesis aborda el problema de la localización, proponiendo una metodología adecuada para robots aéreos que se mueven en un entorno tridimensional, utilizando para ello una combinación de medidas obtenidas a partir de varios sensores a bordo. Nos hemos centrado en la fusión de datos procedentes de tres tipos de sensores: imágenes y nubes de puntos adquiridas a partir de cámaras estéreo o de luz estructurada (RGB-D), medidas inerciales de una IMU (del inglés Inertial Measurement Unit) y distancias entre radiobalizas de tecnología UWB (del inglés Ultra Wide-Band) instaladas en el entorno y en la propia aeronave. La localización utiliza un mapa 3D del entorno, para el cual se presenta también un algoritmo de mapeado que explora las sinergias entre nubes de puntos y radiobalizas, con el fin de poder utilizar la metodología al completo en cualquier escenario dado. Las principales contribuciones de esta tesis doctoral se centran en una cuidadosa combinación de tecnologías para lograr una localización de UAVs en interiores válida para operaciones a largo plazo, de manera que sea robusta, fiable y eficiente computacionalmente. Este trabajo ha sido validado y demostrado durante los últimos cuatro años en el contexto de diferentes proyectos de investigación relacionados con la localización y estimación del estado de robots aéreos en zonas sin cobertura GPS. En particular en el proyecto European Robotics Challenges (EuRoC), en el que el autor participa en la competición entre las principales instituciones de investigación de Europa. Los resultados experimentales demuestran la viabilidad de la metodología completa, tanto en términos de precisión como en eficiencia computacional, probados a través de vuelos reales en interiores y siendo éstos validados con datos de un sistema de captura de movimiento.Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are currently used in countless civil and commercial applications, and the trend is rising. Outdoor obstacle-free operation based on Global Positioning System (GPS) can be generally assumed thanks to the availability of mature commercial products. However, some applications require their use in confined spaces or indoors, where GPS signals are not available. In order to allow for the safe introduction of autonomous aerial robots in GPS-denied areas, there is still a need for reliability in several key technologies to procure a robust operation, such as localization, obstacle avoidance and planning. Existing approaches for autonomous navigation in GPS-denied areas are not robust enough when it comes to aerial robots, or fail in long-term operation. This dissertation handles the localization problem, proposing a methodology suitable for aerial robots moving in a Three Dimensional (3D) environment using a combination of measurements from a variety of on-board sensors. We have focused on fusing three types of sensor data: images and 3D point clouds acquired from stereo or structured light cameras, inertial information from an on-board Inertial Measurement Unit (IMU), and distance measurements to several Ultra Wide-Band (UWB) radio beacons installed in the environment. The overall approach makes use of a 3D map of the environment, for which a mapping method that exploits the synergies between point clouds and radio-based sensing is also presented, in order to be able to use the whole methodology in any given scenario. The main contributions of this dissertation focus on a thoughtful combination of technologies in order to achieve robust, reliable and computationally efficient long-term localization of UAVs in indoor environments. This work has been validated and demonstrated for the past four years in the context of different research projects related to the localization and state estimation of aerial robots in GPS-denied areas. In particular the European Robotics Challenges (EuRoC) project, in which the author is participating in the competition among top research institutions in Europe. Experimental results demonstrate the feasibility of our full approach, both in accuracy and computational efficiency, which is tested through real indoor flights and validated with data from a motion capture system

Aerial Robotic Solution for Detailed Inspection of Viaducts

The inspection of public infrastructure, such as viaducts and bridges, is crucial for their proper maintenance given the heavy use of many of them. Current inspection techniques are very costly and manual, requiring highly qualified personnel and involving many risks. This article presents a novel solution for the detailed inspection of viaducts using aerial robotic platforms. The system provides a highly automated visual inspection platform that does not rely on GPS and could even fly underneath the infrastructure. Unlike commercially available solutions, our system automatically references the inspection to a global coordinate system usable throughout the lifespan of the infrastructure. In addition, the system includes another aerial platform with a robotic arm to make contact inspections of detected defects, thus providing information that cannot be obtained only with images. Both aerial robotic platforms feature flexibility in the choice of camera or contact measurement sensors as the situation requires. The system was validated by performing inspection flights on real viaducts.Unión Europea H2020-2019-769066Unión Europea H2020-2020- 87154

Introducing autonomous aerial robots in industrial manufacturing

Although ground robots have been successfully used for many years in manufacturing, the capability of aerial robots to agilely navigate in the often sparse and static upper part of factories makes them suitable for performing tasks of interest in many industrial sectors. This paper presents the design, development, and validation of a fully autonomous aerial robotic system for manufacturing industries. It includes modules for accurate pose estimation without using a Global Navigation Satellite System (GNSS), autonomous navigation, radio-based localization, and obstacle avoidance, among others, providing a fully onboard solution capable of autonomously performing complex tasks in dynamic indoor environments in which all necessary sensors, electronics, and processing are on the robot. It was developed to fulfill two use cases relevant in many industries: light object logistics and missing tool search. The presented robotic system, functionalities, and use cases have been extensively validated with Technology Readiness Level 7 (TRL-7) in the Centro Bahía de C´ adiz (CBC) Airbus D&S factory in fully working conditions.Comisión Europea 60884Horizonte 2020 (Unión Europea) 871479Plan Nacional de I+D+I DPI2017-8979-

Adaptación al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES). El problema de las clases numerosas

[SPA]Con el objetivo de conseguir una adaptación al EEES, la Universidad Politécnica de Cartagena viene desarrollando desde el curso pasado una iniciativa de innovación docente consistente en la creación de grupos docentes que analizan diversos aspectos de esta adaptación con el objetivo de generar documentos de apoyo para el resto de la comunidad universitaria en este proceso de convergencia. En esta comunicación se presenta el trabajo realizado por el grupo docente “planificación de la docencia en grupos numerosos“ desde su creación, así como una introducción al trabajo que se está desarrollando este curso académico. [ENG]In order to achieve an adaptation to the EEES, Universidad Politécnica de Cartagena is developping since the last academic course an innovative education initiative, involving the creation of teaching groups that discusses various aspects of this adaptation in order to produce documents in support of the rest of the university community in this process of convergence. This communication shows the work done by the group called “teaching planning in large classes" since its creation, and an introduction to the work that is taking place this academic year.Campus Mare Nostrum, Universidad Politécnica de Cartagena, Universidad de Murcia, Región de Murci

Inventario y descripción de las soluciones de accesibilidad a la web existentes para personas con discapacidad fisica y sensorial

El elemento más representativo de la nueva sociedad de la información lo constituye sin duda la World Wide Web. La Red, como es conocida popularmente, une a millones de ordenadores en todo el mundo, aportando una riqueza de información inimaginable hace pocos años y un interfaz de uso tan gráfico e intuitivo que ha significado una expansión permanente de su uso a millones de usuarios nuevos cada año. La accesibilidad Web se puede definir como la posibilidad de que un producto o servicio Web sea usado por el mayor número posible de personas, independientemente de las limitaciones del individuo o de las del contexto de uso. De acuerdo con el Tratado de Amsterdam de la Unión Europea, en aplicación de la cláusula de no-discriminación, las políticas europeas y la de los Estados miembros deberían inspirarse en el principio de no-discriminación con vistas a hacer realidad la igualdad para las personas con discapacidad. Este informe tiene como objetivo realizar un inventario de las soluciones, existentes en el mercado, tanto de software como de hardware para poder garantizar esa no discriminación de todas las personas

Retos del PATEC ante la comparativa de otras experiencias de acción tutorial universitaria

Tras más de una década de la puesta en marcha del Programa de Acción Tutorial en la Facultad de Económicas siguen persistiendo debilidades que tratan de resolverse año a año. En este sentido, el Programa se ha tratado de mejorar desde la creación de la Red de Tutores del PATEC en el curso 2013-2014. Del trabajo de la Red ha surgido el Manual del tutor, entendido como un recurso que recopila la información básica que va a necesitar el tutor para orientar a su alumnado; la idea de implantar la figura del alumno-tutor en la Facultad para acercar el Programa al conjunto del alumnado; y en el presente curso se ha planteado estudiar la acción tutorial en otras universidades españolas con el objetivo de recopilar buenas prácticas y analizar la posibilidad de implementarlas en la Facultad. Esta comunicación recoge el trabajo realizado por la Red y se estructura de la siguiente manera: en primer lugar, se identifican las prácticas de acción tutorial de diversas universidades españolas; en segundo lugar, se comparan con las actividades realizadas en el marco del PATEC; y, finalmente, se proponen acciones que contribuyan a mejorar el funcionamiento del PATEC

Red de tutores del Programa de Acción Tutorial de la Facultad de Económicas (PATEC)

El Plan de Acción Tutorial (PAT, PATEC en la Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales) se viene desarrollando en la Universidad de Alicante (UA) desde el curso 2005-2006. Tras más de una década de su puesta en marcha en la Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales, el PATEC se ha ido consolidando año a año y, aunque son muchas sus fortalezas, existen aún ciertas debilidades que persisten a las que hay que dar respuesta. Para ello, en el curso 2013-2014 surge la Red de Tutores del PATEC como un punto de encuentro en el que reflexionar sobre el funcionamiento del Programa. En el curso 2015-2016 su objetivo es doble. Por un lado, y continuando la labor que comenzó en el curso anterior referida a analizar experiencias de acción tutorial en otras universidades españolas, extraer las buenas prácticas que supongan un nuevo impulso para el PATEC. Por otro, conocer la experiencia de la primera promoción de alumnos-tutores de la Facultad

Impact of Biological Agents on Postsurgical Complications in Inflammatory Bowel Disease : A Multicentre Study of Geteccu

Background: The impact of biologics on the risk of postoperative complications (PC) in inflammatory bowel disease (IBD) is still an ongoing debate. This lack of evidence is more relevant for ustekinumab and vedolizumab. Aims: To evaluate the impact of biologics on the risk of PC. Methods: A retrospective study was performed in 37 centres. Patients treated with biologics within 12 weeks before surgery were considered "exposed". The impact of the exposure on the risk of 30-day PC and the risk of infections was assessed by logistic regression and propensity score-matched analysis. Results: A total of 1535 surgeries were performed on 1370 patients. Of them, 711 surgeries were conducted in the exposed cohort (584 anti-TNF, 58 vedolizumab and 69 ustekinumab). In the multivariate analysis, male gender (OR: 1.5; 95% CI: 1.2-2.0), urgent surgery (OR: 1.6; 95% CI: 1.2-2.2), laparotomy approach (OR: 1.5; 95% CI: 1.1-1.9) and severe anaemia (OR: 1.8; 95% CI: 1.3-2.6) had higher risk of PC, while academic hospitals had significantly lower risk. Exposure to biologics (either anti-TNF, vedolizumab or ustekinumab) did not increase the risk of PC (OR: 1.2; 95% CI: 0.97-1.58), although it could be a risk factor for postoperative infections (OR 1.5; 95% CI: 1.03-2.27). Conclusions: Preoperative administration of biologics does not seem to be a risk factor for overall PC, although it may be so for postoperative infections

Adopting a High-Polyphenolic Diet Is Associated with an Improved Glucose Profile: Prospective Analysis within the PREDIMED-Plus Trial

Previous studies suggested that dietary polyphenols could reduce the incidence and complications of type-2 diabetes (T2D); although the evidence is still limited and inconsistent. This work analyzes whether changing to a diet with a higher polyphenolic content is associated with an improved glucose profile. At baseline, and at 1 year of follow-up visits, 5921 participants (mean age 65.0 ± 4.9, 48.2% women) who had overweight/obesity and metabolic syndrome filled out a validated 143-item semi-quantitative food frequency questionnaire (FFQ), from which polyphenol intakes were calculated. Energy-adjusted total polyphenols and subclasses were categorized in tertiles of changes. Linear mixed-effect models with random intercepts (the recruitment centers) were used to assess associations between changes in polyphenol subclasses intake and 1-year plasma glucose or glycosylated hemoglobin (HbA1c) levels. Increments in total polyphenol intake and some classes were inversely associated with better glucose levels and HbA1c after one year of follow-up. These associations were modified when the analyses were run considering diabetes status separately. To our knowledge, this is the first study to assess the relationship between changes in the intake of all polyphenolic groups and T2D-related parameters in a senior population with T2D or at high-risk of developing T2