Laser-Based Detection and Tracking of Moving Obstacles to Improve Perception of Unmanned Ground Vehicles

El objetivo de esta tesis es desarrollar un sistema que mejore la etapa de percepción de vehículos terrestres no tripulados (UGVs) heterogéneos, consiguiendo con ello una navegación robusta en términos de seguridad y ahorro energético en diferentes entornos reales, tanto interiores como exteriores. La percepción debe tratar con obstáculos estáticos y dinámicos empleando sensores heterogéneos, tales como, odometría, sensor de distancia láser (LIDAR), unidad de medida inercial (IMU) y sistema de posicionamiento global (GPS), para obtener la información del entorno con la precisión más alta, permitiendo mejorar las etapas de planificación y evitación de obstáculos. Para conseguir este objetivo, se propone una etapa de mapeado de obstáculos dinámicos (DOMap) que contiene la información de los obstáculos estáticos y dinámicos. La propuesta se basa en una extensión del filtro de ocupación bayesiana (BOF) incluyendo velocidades no discretizadas. La detección de velocidades se obtiene con Flujo Óptico sobre una rejilla de medidas LIDAR discretizadas. Además, se gestionan las oclusiones entre obstáculos y se añade una etapa de seguimiento multi-hipótesis, mejorando la robustez de la propuesta (iDOMap). La propuesta ha sido probada en entornos simulados y reales con diferentes plataformas robóticas, incluyendo plataformas comerciales y la plataforma (PROPINA) desarrollada en esta tesis para mejorar la colaboración entre equipos de humanos y robots dentro del proyecto ABSYNTHE. Finalmente, se han propuesto métodos para calibrar la posición del LIDAR y mejorar la odometría con una IMU

A Comparison of SLAM Algorithms with Range Only Sensors

2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA),31 May 2014 - 07 June 2014, Hong-Kong, ChinaLocalization and mapping in indoor environments, such as airports and hospitals, are key tasks for almost every robotic platform. Some researchers suggest the use of RO (Range Only) sensors based on WiFi (Wireless Fidelity) technology with SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) techniques. The current state of the art in RO SLAM is mainly focused on the filtering approach, while the study of smoothing approach with RO sensors is quite incomplete. This paper presents a comparison between a filtering algorithm, the EKF, and a smoothing algorithm, the SAM (Smoothing And Mapping). Experimental results are obtained, first in an outdoor environment using two types of RO sensors and then in an indoor environment with WiFi sensors. The results demonstrate the feasibility of the smoothing approach with WiFi sensors in indoors

Robust Traffic Sign Detection by means of Vision and V2I Communications

14th International IEEE Annual Conference on Intelligent Transportation Systems - ITSC, , 05/10/2011-07/10/2011, Washington DC, Estados UnidosThis paper presents a complete traffic sign recognition system, including the steps of detection, recognition and tracking. The Hough transform is used as detection method from the information extracted in contour images, while the proposed recognition system is based on Support Vector Machines (SVM), and is able to recognize up to one hundred of the main road signs. Besides a novel solution to the problem of discarding detected signs that do not pertain to the host road is proposed, for that purpose vehicle-to-infrastructure (V2I) communication and stereo information is used. This paper presents plenty of tests in real driving conditions, both day and night, in which a high success rate and low number of false negatives and true positives were obtained, and an average runtime of 35 ms, allowing real-time performance

Human activity recognition applying computational intelligence techniques for fusing information related to WiFi positioning and body posture

IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE), IEEE WCCI 2010, 18/07/2010-23/07/2010, Barcelona, España.This work presents a general framework for people indoor activity recognition. Firstly, a Wireless Fidelity (WiFi) localization system implemented as a Fuzzy Rulebased Classifier (FRBC) is used to obtain an approximate position at the level of discrete zones (office, corridor, meeting room, etc). Secondly, a Fuzzy Finite State Machine (FFSM) is used for human body posture recognition (seated, standing upright or walking). Finally, another FFSM combines bothWiFi localization and posture recognition to obtain a robust, reliable, and easily understandable activity recognition system (working in the desk room, crossing the corridor, having a meeting, etc). Each user carries with a personal digital agenda (PDA) or smart-phone equipped with a WiFi interface for localization task and accelerometers for posture recognition. Our approach does not require adding new hardware to the experimental environment. It relies on the WiFi access points (APs) widely available in most public and private buildings. We include a practical experimentation where good results were achieved.Ministerio de Ciencia e InnovaciónComunidad de Madri

Extended Floating Car Data System - Experimental Study-

IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), , 06/06/2011-10/06/2011, Baden-Baden, AlemaniaThis paper presents the results of a set of extensive experiments carried out in daytime and nighttime conditions in real traffic using an enhanced or extended Floating Car Data system (xFCD) that includes a stereo vision sensor for detecting the local traffic ahead. The detection component implies the use of previously monocular approaches developed by our group in combination with new stereo vision algorithms that add robustness to the detection and increase the accuracy of the measurements corresponding to relative distance and speed. Besides the stereo pair of cameras, the vehicle is equipped with a low-cost GPS and an electronic device for CAN Bus interfacing. The xFCD system has been tested in a 198-minutes sequence recorded in real traffic scenarios with different weather and illumination conditions, which represents the main contribution of this paper. The results are promising and demonstrate that the system is ready for being used as a source of traffic state information

Análisis internacional sobre la multi-reincidencia vial en conductores. Programas y medidas

Este informe resume los resultados de una investigación acerca de la reincidencia vial a cargo de dos grupos de investigación independientes (FESVIAL y Cibersomosaguas-UCM). La investigación paralela, pero coordinada, de estos dos grupos ha permitido llegar a comprensiones y enfoques más integrales producto de un trabajo de contraste y síntesis previo. En ese sentido la intención del proyecto es identificar, analizar y profundizar en las mejores prácticas legislativas, en programas de prevención sobre reincidencia vial, que contribuyan a fundamentar un paquete de medidas eficaces y eficientes para reducir esta acuciante problemática vial y social

E-self-assessment and e-feedback questionnaires: an application in Moodle

En los entornos Learning Management System (LMS), uno de los recursos de aprendizaje mejor valorados por los estudiantes es la utilización de cuestionarios de autoevaluación (quizzes) en los que se incluyen procesos automáticos de feedback a las respuestas en tiempo real. El uso de estos sistemas facilita el desarrollo de competencias conceptuales y procedimentales. Los objetivos de este estudio fueron conocer si esta herramienta y su frecuencia de uso incrementan los resultados de aprendizaje y la satisfacción del estudiante con el proceso de enseñanza. Para ello se realizó un estudio longitudinal a lo largo de dos cursos académicos. Se trabajó con una muestra de 179 estudiantes de Ciencias de la Salud en la Plataforma Moodle v.3.1. En el análisis de los datos se aplicaron técnicas cuantitativas y cualitativas. Los resultados indican que cuando las preguntas de autoevaluación se insertan dentro de videos instruccionales, los aprendices obtienen mejores resultados y experimentan un mayor grado de satisfacción. Además, los estudiantes de ambos grupos (experimental y control) consideraron que la inserción de videos en el LMS facilitó su comprensión conceptual y respetó su ritmo de aprendizaje. La inclusión del feedback automático, en tiempo real (tanto dentro de los videos como en los cuestionarios de autoevaluación) fue valorada como una buena técnica de personalización del aprendizaje.In Learning Management Systems (LMS), the learning resources that students value most highly are self-assessment questionnaires (quizzes) that include automatic feedback to their responses in real-time. These systems can facilitate the development of conceptual and procedural competences. Our study therefore sets out to establish whether this tool and the frequency with which it is used will increase student learning outcomes and student satisfaction with the teaching process. A longitudinal study is conducted with a sample of 179 Health Science students on the Moodle Platform v.3.1. Both quantitative and qualitative techniques are applied to the analysis of the data. The results indicated that when the self-assessment questions were incorporated in instructional videos, the learners not only obtained better results but also increased their level of satisfaction with the degree course. In addition, students in both (the experimental and the control) groups considered that the use of videos incorporated in the LMS facilitated their conceptual understanding and respected their pace of learning. In summary, students valued the inclusion of automatic feedback (both within videos and self-assessment questionnaires) in real time as a good technique for the personalization of learning.Ayudas concedidas al GID de Universidad de Burgos B-Learning en Ciencias de la Salud: Vicerrectorado de Investigación y Transferencia del Conocimiento para la difusión de la investigación 2018 y Vicerrectorado de Personal Docente e Investigador 2018 de la Universidad de Burgos, a la difusión de los resultados de la innovación docente

Challenge-based learning and the Barcelona ZeroG Challenge: a space education case study

Challenge-Based Learining is a STEM Education methodology that has been used as a collaborative and hands-on approach to encourage students to put their knowledge in practice by addressing real-life problems. Space Education is a field particularly suited to apply it, with hands-on research projects which require students to take actions and communicate their efforts in a multicultural, international scenario in order to produce an optimal response a specific goal. We herein present a successful Challenge-Based Learning Case Study which involves designing, implementing, and actually flying a microgravity experiment in parabolic flight. The Barcelona ZeroG Challenge is an international competition addressed to University students worldwide. It challenges students to build a team with a mentor, propose, design, build and fly their experiment in microgravity and finally communicate their findings. The experiment has to meet the requirements of a unique microgravity research platform available in Barcelona for educational and research purposes. More than fifty students have flown their experiments on board an aerobatic CAP10B aircraft in Barcelona in previous educational campaigns; having published their results in relevant symposiums and scientific journals. These campaigns have always attracted media attention. The current edition is underway with the winner team expected to fly their experiment before the end of 2022. This edition is jointly organized by Universitat Politècnica de Catalunya, the Barcelona-Sabadell Aviation Club and the Space Generation Advisory Council. Up to fifteen projects have been submitted to this edition, an unprecedent number so far. A panel of experts from the European Space Agency Academy conducted the selection of the winner team, who receives a 2500 euros grant to develop its experiment, aside from the opportunity to fly it in parabolic flight. Furthermore, students from our own University have also the opportunity of designing and testing their microgravity experiments during their studies. Principles of Challenge-Based Learning are herein described as well as how this methodology is applied to this Case Study. Results from our experience are very satisfactory as most of the students who have been involved in it perceive this experience as a boost for their careers. Three key factors to success have been identified: a strong involvement from students' associations, a need for international cooperation and the quality of the students’ mentoring. The experience can be of interest for other organizations to conduct a successful CBL educational project.Objectius de Desenvolupament Sostenible::4 - Educació de QualitatObjectius de Desenvolupament Sostenible::4 - Educació de Qualitat::4.3 - Per a 2030, assegurar l’accés en condicions d’igualtat per a tots els homes i dones a una formació tècnica, professional i superior de qualitat, inclòs l’ensenyament universitariObjectius de Desenvolupament Sostenible::4 - Educació de Qualitat::4.5 - Per a 2030, eliminar les disparitats de gènere en l’educació i garantir l’accés en condicions d’igualtat a les persones vulnerables, incloses les persones amb discapacitat, els pobles indígenes i els nens i nenes en situacions de vulnerabilitat, a tots els nivells de l’ensenyament i la formació professionalPostprint (published version

Detection of at-risk students with Learning Analytics Techniques

La forma de enseñar y de aprender en la sociedad del siglo XXI ha cambiado. Actualmente, en un porcentaje alto la docencia se realiza en los Learning Management System. Estos sistemas permiten aplicar técnicas de Learning Analytics. La utilización de dichas herramientas, facilita, entre otros, conocer el patrón de aprendizaje de los estudiantes y la predicción de los alumnos en riesgo. El objetivo de este estudio fue conocer en orden jerárquico de importancia los patrones de aprendizaje más efectivos de los estudiantes en la plataforma. Se trabajó durante dos cursos académicos con una muestra de 122 estudiantes de Ciencias de la Salud. Los instrumentos utilizados fueron la plataforma Moodle v.3.1 y el análsis de los logs con técnicas de Machine Learning de regresión. Los resultados indican que el Modelo de Predicción Lineal Automático detectó en orden de importancia: las visitas medias por día, la realización por parte del estudiante de cuestionarios de autoevaluación, y la consulta al feedback del docente. El porcentaje de varianza explicada de estas variables sobre los resultados finales fue de un 50.8%. Asimismo, la efectividad del patrón conductual explicó 64.1% de la varianza de dichos resultados, hallándose tres clústeres de efectividad en el patrón conductual detectado.The way of teaching and learning in twenty-first century society continues to change. At present, a high percentage of teaching takes place through Learning Management Systems that apply Learning Analytics Techniques. The use of these tools, among other things, facilitates knowledge of student learning patterns and the detection of at-risk students. The aim of this study is to establish the most effective learning patterns of the students on the platform in a hierarchical order of importance. It was conducted over two academic years with 122 students of Health Sciences. The instruments used were the Moodle v.3.1 platform and the analysis of logs with Machine Learning regression techniques. The results indicated that the Automatic Linear Prediction Model detected by order of importance: average visits per day, student self-assessment questionnaires, and teacher feedback. The percentage variance of the final results explained by these variables was 50.8%. Likewise, the effectiveness of the behavioral pattern explained 64.1% of the variance in those results, finding three clusters of effectiveness in the behavioral patterns that were detected.Ayudas concedidas al GID de Universidad de Burgos B-Learning en Ciencias de la Salud: Vicerrectorado de Investigación y Transferencia del Conocimiento para la difusión de la investigación 2018 y Vicerrectorado de Personal Docente e Investigador 2018 de la Universidad de Burgos, a la difusión de los resultados de la innovación docente

Manual del Profesor como Complemento a la Asignatura Laboratorio Integrado de la Titulación Grado en Ingeniería de Materiales

El fin principal de este proyecto es la creación de un Manual del Profesor con inclusión de cuestionarios, gráficos, muestras-tipo, etc. La generación de estos recursos didácticos adicionales permitirá al profesorado del Departamento de Ingeniería Química y de Materiales, anteriormente denominado Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, una mejor preparación de las prácticas de la asignatura Laboratorio Integrado de tercer curso del grado Ingeniería de Materiales impartido en la Facultad de Ciencias Físicas. Actualmente esta asignatura cuenta con un total de 24 prácticas, clasificadas en cuatro bloques, a saber: tratamientos térmicos de aceros, metalografía, corrosión y procesado. En este proyecto se abordarán las prácticas relativas a Anodizado, Niquelado y Cobreado correspondientes al bloque de Procesado de Materiales