Shadow detection in still road images using chrominance properties of shadows and spectral power distribution of the illumination

A well-known challenge in vision-based driver assistance systems is cast shadows on the road, which makes fundamental tasks such as road and lane detections difficult. In as much as shadow detection relies on shadow features, in this paper, we propose a set of new chrominance properties of shadows based on the skylight and sunlight contributions to the road surface chromaticity. Six constraints on shadow and non-shadowed regions are derived from these properties. The chrominance properties and the associated constraints are used as shadow features in an effective shadow detection method intended to be integrated on an onboard road detection system where the identification of cast shadows on the road is a determinant stage. Onboard systems deal with still outdoor images; thus, the approach focuses on distinguishing shadow boundaries from material changes by considering two illumination sources: sky and sun. A non-shadowed road region is illuminated by both skylight and sunlight, whereas a shadowed one is illuminated by skylight only; thus, their chromaticity varies. The shadow edge detection strategy consists of the identification of image edges separating shadowed and non-shadowed road regions. The classification is achieved by verifying whether the pixel chrominance values of regions on both sides of the image edges satisfy the six constraints. Experiments on real traffc scenes demonstrated the effectiveness of our shadow detection system in detecting shadow edges on the road and material-change edges, outperforming previous shadow detection methods based on physical features, and showing the high potential of the new chrominance properties

Optimized automatic system to obtain ultrasonic radiation patterns

Due to the need to know and modify the radiation pattern of the ultrasonic sensors, to suit them to a particular application, in this paper is presented an automated measure system to obtain the radiation pattern for ultrasonic sensors in air. The system allows to obtain the radiation pattern in different conditions, for example for checking the characteristics of the ultrasonic sensors provided by the manufacturer, or for obtaining the modifications in the radiation pattern when a mechanical element is coupled to the ultrasonic sensor. In addition, the system has been improved by shortening the measurement time and decreasing the volume of data needed to carry out a measure. Furthermore, due to the fact of implementing the system inside a climatic chamber, the system allows to analyze the influence of environmental factors such as temperature and humidity, plus an evaluation of the degradation behaviour of the ultrasonic sensors in air under conditions of high temperature and humidity. At the end of the paper, two measurements have been done and the results have been compared with the characteristics of the radiation pattern provided by the manufacturer. Finally, a robust measurement system is presented, designed to find the modifications in the radiation pattern of an ultrasonic sensor when it is coupled to a mechanical element

Working together: a review on safe human-robot collaboration in industrial environments

After many years of rigid conventional procedures of production, industrial manufacturing is going through a process of change toward flexible and intelligent manufacturing, the so-called Industry 4.0. In this paper, human-robot collaboration has an important role in smart factories since it contributes to the achievement of higher productivity and greater efficiency. However, this evolution means breaking with the established safety procedures as the separation of workspaces between robot and human is removed. These changes are reflected in safety standards related to industrial robotics since the last decade, and have led to the development of a wide field of research focusing on the prevention of human-robot impacts and/or the minimization of related risks or their consequences. This paper presents a review of the main safety systems that have been proposed and applied in industrial robotic environments that contribute to the achievement of safe collaborative human-robot work. Additionally, a review is provided of the current regulations along with new concepts that have been introduced in them. The discussion presented in this paper includes multidisciplinary approaches, such as techniques for estimation and the evaluation of injuries in human-robot collisions, mechanical and software devices designed to minimize the consequences of human-robot impact, impact detection systems, and strategies to prevent collisions or minimize their consequences when they occur

Aplicación de inteligencia artificial en sistemas automatizados de producción

“Soy un gigante tan gigante que puedo grabar una rosa en la uña de un niño recién nacido”. Para solucionar el problema el personaje de García Lorca puede emplear diferentes métodos o múltiples paradigmas, como haría un sistema de inteligencia artificial. La inteligencia artificial es “simplemente” la transferencia de la inteligencia a las máquinas, es decir que el computador haga cosas inteligentes. Sin embargo la inteligencia humana es una función tan compleja que los científicos están solo empezando a comprender. Como los sistemas de inteligencia artificial, el personaje seguramente posee un conocimiento concreto de hechos y factores que afectan al problema y un conocimiento abstracto de reglas e ideas para solucionarlo, y su éxito depende de la habilidad de aplicar este conocimiento a cualquier situación, y de aprender continuamente de nuevas experiencias. Las reglas que relacionan todos los hechos conocidos están expresadas por relaciones condicionales y de la misma manera que el ser humano, puede procesar un gran número de impresiones sensoriales que le llegan al mismo tiempo y que son irrelevantes al problema. Mediante un sofisticado proceso de selección debe eliminar los caminos de razonamiento que no son vitales para resolver el problema concreto. El objetivo final se alcanza cumpliendo una serie de metas intermedias, ya que sin objetivos que lograr no existe razón para pensar, es decir, “no hacemos cosas porque pensamos sino que pensamos porque hay cosas que tenemos que hacer”. Las técnicas de inteligencia artificial son capaces tanto de sustituir elementos tradicionales de control como de realizar tareas que hasta el momento era imposible abordar sin la presencia del operador humano. Se presentan a continuación una serie de aplicaciones en las que el Grupo de Ingeniería de Control de la Universidad de Cantabria ha empleado herramientas de inteligencia artificial para aplicaciones de automatización y control de sistemas complejos

Sistema de visión ultrasónica para invidentes

Consiste en unas gafas en cuyas patillas van alojados unos pequeños sensores de ultrasonidos, que van conectados a una unidad autónoma que procesa la información de estos sensores y proporciona una señal, bien de presión, acústica o vibratoria, a la persona invidente que las lleva advirtiendo de la presencia y orientación de cualquier cuerpo u objeto situado en un entorno cercano, incluyendo estructuras tipo andamio que resultan muy peligrosas para estas personas.Solicitud: 009901199 (27.05.1999)Nº Pub. de Solicitud: ES2158786A1 (01.09.2001)Nº de Patente: ES2158786B1 (16.03.2002

Aparato, procedimiento y sistema para el registro ambulatorio y el análisis de la presión intracraneal, así como para la detección automática de patologías asociadas.

Sistema autónomo para el registro ambulatorio de la presión intracraneal de un paciente, que comprende un sensor de presión intracraneal que transmite la señal de presión intracraneal a un aparato portátil que puede controlar la captura de la señal y almacenarla. El aparato portátil comprende un dispositivo de memoria para almacenar las muestras de presión intracraneal, un microcontrolador para controlar los parámetros de muestreo de la presión intracraneal y unos medios para programar dicho microcontrolador. Dichos parámetros se optimizan en base a resultados experimentales, de acuerdo con una resolución preestablecida, para minimizar el consumo de energía del sistema. El sistema comprende un PC mediante el cual se pueden procesar las muestras de presión intracraneal almacenadas en el dispositivo de memoria del aparato portátil, y el cual puede proporcionar una ayuda al diagnóstico médico de patologías asociadas a estos registros.Solicitud: 200900097 (09.01.2009)Nº Pub. de Solicitud: ES2379720A1 (03.05.2012)Nº de Patente: ES2379720B1 (01.07.2013

Simulador de cirugía cardiotorácica

La invención se refiere a un simulador de cirugía cardiotorácica que comprende: -un bloque cardiopulmonar, con un corazón y unos pulmones inertes; y,- un circuito hidráulico cerrado para reproducir una parte de un sistema cardiovascular, con un depósito de fluido en conexión fluida con un elemento de bombeo configurado para producir un flujo continuo de dicho fluido desde el depósito hacia dos circuitos:- un circuito principal que atraviesa el bloque cardiopulmonar con un primer elemento de control de flujo aguas arriba del bloque cardiopulmonar y un segundo elemento de control de flujo aguas abajo del bloque cardiopulmonar, retornando este primer circuito principal al depósito de fluido aguas abajo del segundo elemento de control de flujo;- un circuito auxiliar, paralelo al circuito principal con retorno al depósito de fluido y que comprende un tercer elemento de control de flujo; comprendiendo el simulador de cirugía cardiotorácica además medios de control configurados:- para actuar alternativamente sobre el primer elemento de control de flujo y el tercer elemento de control de flujo produciendo un flujo alternante de fluido entre el circuito principal y el circuito auxiliar; y- para actuar desfasadamente sobre el primer elemento de control de flujo y sobre el segundo elemento de control de flujo produciendo un pulso de presión dentro del bloque cardiopulmonar; de forma que se produce un flujo pulsátil del fluido a través del bloque cardiopulmonar.Solicitud: 201930264 (25.03.2019)Nº Pub. de Solicitud: ES2784447A1 (25.09.2020)Nº de Patente: ES2784447B2 (06.07.2021

Vertidos tóxicos al río Guadiamar: propuestas técnicas para su corrección

Inmediatamente de producirse el vertido tóxico al río Guadiamar, el Grupo T.A.R. se lanzó sin pensarlo dos veces a la búsqueda de soluciones técnicas a un panorama desolador y de efectos desconocidos, todos ellos amenazantes. El ácido “se comía el suelo inundado” por la riada, el agua retenida en Entremuros a pH 3, y con un enorme contenido de metales pesados, ocupaba una extensión de kilómetros. Nos hundimos en el agua hasta el cuello, y cuando nos cubría cogimos la barca, metimos el río a pedazos en nuestro laboratorio, para trabajar todas las hipótesis, ensayar todas las posibilidades. Peleando con la realidad le sacamos datos al Guadiamar, diseñamos actuaciones, poniéndole ingeniería a cuantas hipótesis nos planteaba la situación. En primera fila observamos las mejores actuaciones que nadie diseñó. El propio río, activando sus defensas naturales, mejoró la calidad del agua retenida en el dique de Entremuros subiendo el pH y precipitando los metales pesados. Los mecanismos de entrada de los metales pesados en la cadena trófica parecían ser lentos, dando tiempo a que la retirada de los lodos tóxicos llevada a cabo por la Administración fuera eficaz y diera tiempo a realizar tanto esfuerzo. Aunque el Guadiamar ha trabajado muy duro en su propia recuperación, con su ayuda hemos elaborado una gran cantidad de propuestas técnicas; unas para actuaciones de emergencia, otras a corto, medio y largo plazo. También hemos dado forma a un Plan frente a las previsibles avenidas de este primer otoño después del vertido. Nuestro objetivo ha sido poner a disposición soluciones preparadas para todo tipo de problemas, en primera o en segunda instancia. Prevenir no solo una o dos contingencias, se ha tratado de estar preparado para la mayor cantidad de eventualidades posibles. Por ello algunas serán utilizables, otras estarán en reserva, y muchas irían al cajón de los papeles. Pero ahí están por si acaso. Este libro recoge los trabajos de campo, los ensayos de laboratorio y la ingeniería desarrollada en los primeros cuatro meses. Durante el siguiente preparamos la edición del mismo, mientras, en paralelo, continuábamos en el trabajo experimental y el diseño. Cuando se cumpla el quinto mes, el 25 de Septiembre de 1998, lo presentaremos, ciento cincuenta días después... Con la financiación de la Diputación de Sevilla hemos preparado la primera edición en formato CD Rom e Internet, con muy poco coste para acceder a su contenido. En poco tiempo saldrá la edición en papel, con la misma financiación que la primera. Nos gustaría que este documento fuera entendido como lo que es, en nuestra opinión, una llamada urgente al debate de las ideas. Tratamos de ofrecer la información necesaria y el foro donde recoger las propuestas que seguramente muchos pueden aportar sin saber como transmitir sus experiencias. El Grupo de Tratamiento de Aguas Residuales (T.A.R.) abre con este libro la MESA DE DISCUSIÓN, para buscar un poco de luz, avanzar en las soluciones técnicas a la inmensa tarea de recuperar el río Guadiamar. El libro presenta lagunas, unas por la enorme prisa, otra por falta de datos, muchas por nuestra escasez de conocimientos. Dicen en España que “lo mejor es enemigo de lo bueno”...,y nos gustaría recoger ideas hoy mejor que mañana, que podría ser tarde. Nos comprometemos a seguir trabajando en soluciones técnicas, innovaciones tecnológicas e investigación aplicada a la recuperación del Guadiamar, a conocer lo ocurrido y su remedio. Nos comprometemos a publicar de la misma forma los resultados obtenidos, de manera que la discusión y el debate sigan siempre abiertos. El grupo T.A.R. podría ser un punto de intercambio de conocimientos universal, abierto, respetuoso y tolerante, universitario en definitiva, y por tanto útil en el cumplimiento de sus obligaciones. La primera necesidad de responder urgentemente, está dando paso a unas actuaciones programadas, a medida de los efectos de las correcciones introducidas. Deben instaurarse políticas de prevención y nuevas actuaciones para recuperar el Guadiamar, mejorar urgentemente las condiciones del entorno. Aprender de las soluciones adoptadas y generar mejores prácticas, puede ser una buena conclusión del trabajo realizado por tanta gente. Lo que empezó siendo una carrera de velocidad se nos convierte en un maratón, ya no hay que correr explosivamente, hay que mantener un ritmo en la carrera; hay que persistir en el esfuerzo todos los días durante mucho tiempo. Este nuevo desafío sigue siendo duro y difícil. Podéis contar con el Grupo T.A.R. para recorrer el duro camino de la Recuperación

Determination of PV generator I-V/P-V characteristic curves using a DC-DC converter controlled by a virtual instrument

A versatile measurement system for systematic testing and measurement of the evolution of the I-V characteristic curves of photovoltaic panels or arrays (PV generators) is proposed in this paper. The measurement system uses a circuit solution based on DC-DC converters that involves several advantages relative to traditional methods: simple structure, scalability, fast response, and low cost. The measurement of the desired characteristics of PV generators includes high speed of response and high fidelity. The prototype system built is governed by a microcontroller, and experimental results prove the proposed measurement system useful. A virtual instrument (VI) was developed for full system control from a computer. The developed system enables monitoring the suitable operation of a PV generator in real time, since it allows comparing its actual curves with those provided by the manufacturer.This work is a contribution of the DPI2010-17123 Project supported by the Spanish Ministry of Education and Science and the TEP-6124 Project supported by the Regional Government of Andalusia (Spain). Both Projects are also supported by the European Union Regional Development Fund

Characterization of Two Sludges from a Pyrometallurgical Copper Smelting Complex for Designing a Se and Pb Recovery Proposal

Gas scrubbing sludge (SS) and fine dust of converters (SC) are wastes generated in the off-gas cleaning system of smelting and converting processes. Both wastes are considered hazardous materials due to their high metal contents and leaching characteristics. The main purpose of this study was to gain essential knowledge on the recovery of valuable elements contained in these wastes. Thus, an exhaustive characterization was carried out to determine the composition, mineral phases, particle size, and leachability of both wastes (SS and SC) as a preliminary step to select the most appropriate applications and treatment for them. These wastes are composed of fine particles (~ 95% 20%) as anglesite (PbSO4), while SS presents a high concentration of Se (34%), which is mainly identified as metallic selenium. Therefore, these residues could be used as secondary sources of Pb and Se. The recovery of Se by roasting process and Pb recovery by hydrometallurgical route seem to be the best options for the management of these wastes.This research was supported by the Atlantic Cop -per company project “Characterization of wastes from copper smelt-ing and evaluation of potential applications” and partially supported by the Spanish Government Department of Science and Technology (MINECO) through the project with reference: CTM2015-68628-