Autonomous Vehicle Coordination with Wireless Sensor and Actuator Networks

A coordinated team of mobile wireless sensor and actuator nodes can bring numerous benefits for various applications in the field of cooperative surveillance, mapping unknown areas, disaster management, automated highway and space exploration. This article explores the idea of mobile nodes using vehicles on wheels, augmented with wireless, sensing, and control capabilities. One of the vehicles acts as a leader, being remotely driven by the user, the others represent the followers. Each vehicle has a low-power wireless sensor node attached, featuring a 3D accelerometer and a magnetic compass. Speed and orientation are computed in real time using inertial navigation techniques. The leader periodically transmits these measures to the followers, which implement a lightweight fuzzy logic controller for imitating the leader's movement pattern. We report in detail on all development phases, covering design, simulation, controller tuning, inertial sensor evaluation, calibration, scheduling, fixed-point computation, debugging, benchmarking, field experiments, and lessons learned

Automatic Recognition of Object Use Based on Wireless Motion Sensors

In this paper, we present a method for automatic, online detection of a user’s interaction with objects. This represents an essential building block for improving the performance of distributed activity recognition systems. Our\ud method is based on correlating features extracted from motion sensors worn by the user and attached to objects. We present a complete implementation of the idea, using miniaturized wireless sensor nodes equipped with motion sensors. We achieve a recognition accuracy of 97% for a target response time of 2 seconds. The implementation is lightweight, with low communication bandwidth and processing needs. We illustrate the potential of the concept by means of an interactive multi-user game

The Expected Perimeter in Eden and Related Growth Processes

Following Richardson and using results of Kesten on First-passage percolation, we obtain an upper bound on the expected perimeter in an Eden Growth Process. Using results of the author from a problem in Statistical Mechanics, we show that the average perimeter of the lattice animals resulting from a very natural family of "growth histories" does not obey a similar bound.Comment: 11 page

Wave Monitoring with Wireless Sensor Networks

Real-time collection of wave information is required for short and long term investigations of natural coastal processes. Current wave monitoring techniques use only point-measurements, which are practical where the bathymetry is relatively uniform. We propose a wave monitoring method that is suitable for places with varying bathymetry, such as coral reefs. Our solution uses a densely deployed wireless sensor network, which allows for a high spatial resolution and 3D monitoring and analysis of the waves. The wireless sensor nodes are equipped with low-cost, low-power, MEMS-based inertial sensing. We report on lab experiments with a Ferris wheel contraption, which is a technique used in practice to evaluate and calibrate the state-of-the-art wave monitoring solutions.\u

Des énergies renouvelables pour l’Allemagne : Planification spatiale et technique pour une transition énergétique intelligente

La transformation du système énergétique en Allemagne a accentué la pression sur les différents usages de l’espace rural, de telle sorte que toute extension supplémentaire des énergies renouvelables apparaît comme problématique. Cela nécessite un rééquilibrage entre les usages énergétiques et les coûts spatiaux qu’ils génèrent. C’est en tout cas un défi majeur car la plus grande part du développement des énergies renouvelables est encore à venir.The transformation of the energy system in Germany has increased pressure on the different uses of rural areas, so that any further expansion of renewable energy appears as problematic. This requires a balance between energy use and space costs they generate. This is certainly a major challenge for the greatest share of renewable energy development is yet to come.Die Umgestaltung des Energiesystems in Deutschland hat den Nutzungsdruck auf den ländlichen Raum in einer Weise erhöht, die jeglichen weiteren Ausbau als problematisch erscheinen lässt und nach einer sensiblen Abwägung zwischen energetischem Nutzen und räumlichen Kosten verlangt. Dies dürfte sich als eine groβe Herausforderung darstellen, denn der gröβte Teil des Ausbaus steht Deutschland noch bevor

Des énergies renouvelables pour l’Allemagne : Planification spatiale et technique pour une transition énergétique intelligente

La transformation du système énergétique en Allemagne a accentué la pression sur les différents usages de l’espace rural, de telle sorte que toute extension supplémentaire des énergies renouvelables apparaît comme problématique. Cela nécessite un rééquilibrage entre les usages énergétiques et les coûts spatiaux qu’ils génèrent. C’est en tout cas un défi majeur car la plus grande part du développement des énergies renouvelables est encore à venir.The transformation of the energy system in Germany has increased pressure on the different uses of rural areas, so that any further expansion of renewable energy appears as problematic. This requires a balance between energy use and space costs they generate. This is certainly a major challenge for the greatest share of renewable energy development is yet to come.Die Umgestaltung des Energiesystems in Deutschland hat den Nutzungsdruck auf den ländlichen Raum in einer Weise erhöht, die jeglichen weiteren Ausbau als problematisch erscheinen lässt und nach einer sensiblen Abwägung zwischen energetischem Nutzen und räumlichen Kosten verlangt. Dies dürfte sich als eine groβe Herausforderung darstellen, denn der gröβte Teil des Ausbaus steht Deutschland noch bevor

Réseau intercontinental d'approvisionnement énergétique - scénario pour un tracé de la ligne de transport électrique de l'Afrique du Nord à l'Europe centrale

Un surplus d’ensoleillement en Afrique du Nord, ainsi qu’une forte consommation d’énergie dans les centres économiques d’Europe centrale donnent l’occasion de réaliser un réseau intercontinental pour les énergies renouvelables. Pour cela, il est nécessaire de construire des lignes à très haute tension de transport d’électricité. C’est le seul moyen de transporter le courant des centres de production aux centres de consommation de manière économiquement rentable. Jusqu’à présent on a peu de connaissances sur la manière de déterminer le tracé optimal de ces lignes. Dans le cadre de cette étude, on présente une méthode qui permet d’optimiser le transport du courant entre l’Afrique du Nord et l’Europe. Grâce à l’utilisation de SIG on a déterminé et représenté les facteurs importants ayant une influence spatiale pour le tracé des lignes. À titre d’exemple, on présente à la fin de l’étude le tracé optimal d’une ligne électrique entre la centrale marocaine de Ain Beni Mathar et le centre de consommation de Munich.An oversupply of solar radiation in North Africa as well as a high energy consumption in the economic centers of Central Europe give rise to cross-link the renewable energy supply intercontinental. Fundamental to this is the development of high-performance power line routes. This alone can increase the energy of the places of production economically transported to the distant consumption centers. However, now there is little information about how an optimal power line route is to be determined. In the present study, therefore, a methodology is presented, which makes it possible to optimize power transfer between North Africa and Europe in space. To this end, the decisive spatial factors were detected in the planning of power line routes and displayed using GIS. By way of example, the optimal course of a current power line between the Moroccan Ain Beni Mathar power plant site and consumption center München is calculated at the end of the study.Ein Überangebot an solarer Einstrahlung im Norden Afrikas sowie ein hoher Energieverbrauch in den Wirtschaftszentren Mitteleuropas geben Anlass dazu, die regenerative Energieversorgung interkontinental zu vernetzen. Grundlegend hierfür ist der Ausbau leistungsstarker Stromleitungstrassen. Allein dadurch lässt sich die Energie von den Orten der Produktion zu den weit entfernten Verbrauchszentren wirtschaftlich transportieren. Bislang liegen jedoch wenige Erkenntnisse darüber vor, wie ein optimaler Trassenverlauf zu ermitteln ist. Im Rahmen der vorliegenden Studie wird deshalb eine Methodik vorgestellt, die es ermöglicht, den Stromtransport zwischen Nordafrika und Europa räumlich zu optimieren. Hierzu wurden die entscheidenden räumlichen Einflussfaktoren bei der Planung von Stromleitungstrassen erfasst und mittels GIS dargestellt. Beispielhaft wird am Ende der Studie der optimale Verlauf einer Stromtrasse zwischen dem marokkanischen Kraftwerksstandort Ain Beni Mathar und dem Verbrauchszentrum München berechnet

Réseau intercontinental d'approvisionnement énergétique - scénario pour un tracé de la ligne de transport électrique de l'Afrique du Nord à l'Europe centrale

Un surplus d’ensoleillement en Afrique du Nord, ainsi qu’une forte consommation d’énergie dans les centres économiques d’Europe centrale donnent l’occasion de réaliser un réseau intercontinental pour les énergies renouvelables. Pour cela, il est nécessaire de construire des lignes à très haute tension de transport d’électricité. C’est le seul moyen de transporter le courant des centres de production aux centres de consommation de manière économiquement rentable. Jusqu’à présent on a peu de connaissances sur la manière de déterminer le tracé optimal de ces lignes. Dans le cadre de cette étude, on présente une méthode qui permet d’optimiser le transport du courant entre l’Afrique du Nord et l’Europe. Grâce à l’utilisation de SIG on a déterminé et représenté les facteurs importants ayant une influence spatiale pour le tracé des lignes. À titre d’exemple, on présente à la fin de l’étude le tracé optimal d’une ligne électrique entre la centrale marocaine de Ain Beni Mathar et le centre de consommation de Munich.An oversupply of solar radiation in North Africa as well as a high energy consumption in the economic centers of Central Europe give rise to cross-link the renewable energy supply intercontinental. Fundamental to this is the development of high-performance power line routes. This alone can increase the energy of the places of production economically transported to the distant consumption centers. However, now there is little information about how an optimal power line route is to be determined. In the present study, therefore, a methodology is presented, which makes it possible to optimize power transfer between North Africa and Europe in space. To this end, the decisive spatial factors were detected in the planning of power line routes and displayed using GIS. By way of example, the optimal course of a current power line between the Moroccan Ain Beni Mathar power plant site and consumption center München is calculated at the end of the study.Ein Überangebot an solarer Einstrahlung im Norden Afrikas sowie ein hoher Energieverbrauch in den Wirtschaftszentren Mitteleuropas geben Anlass dazu, die regenerative Energieversorgung interkontinental zu vernetzen. Grundlegend hierfür ist der Ausbau leistungsstarker Stromleitungstrassen. Allein dadurch lässt sich die Energie von den Orten der Produktion zu den weit entfernten Verbrauchszentren wirtschaftlich transportieren. Bislang liegen jedoch wenige Erkenntnisse darüber vor, wie ein optimaler Trassenverlauf zu ermitteln ist. Im Rahmen der vorliegenden Studie wird deshalb eine Methodik vorgestellt, die es ermöglicht, den Stromtransport zwischen Nordafrika und Europa räumlich zu optimieren. Hierzu wurden die entscheidenden räumlichen Einflussfaktoren bei der Planung von Stromleitungstrassen erfasst und mittels GIS dargestellt. Beispielhaft wird am Ende der Studie der optimale Verlauf einer Stromtrasse zwischen dem marokkanischen Kraftwerksstandort Ain Beni Mathar und dem Verbrauchszentrum München berechnet