Path Planning Based on Parametric Curves

Parametric curves are extensively used in engineering. The most commonly used parametric curves are, Bézier, B-splines, (NURBSs), and rational Bézier. Each and every one of them has special features, being the main difference between them the complexity of their mathematical definition. While Bézier curves are the simplest ones, B-splines or NURBSs are more complex. In mobile robotics, two main problems have been addressed with parametric curves. The first one is the definition of an initial trajectory for a mobile robot from a start location to a goal. The path has to be a continuous curve, smooth and easy to manipulate, and the properties of the parametric curves meet these requirements. The second one is the modification of the initial trajectory in real time attending to the dynamic properties of the environment. Parametric curves are capable of enhancing the trajectories produced by path planning algorithms adapting them to the kinematic properties of the robot. In order to avoid obstacles, the shape modification of parametric curves is required. In this chapter, an algorithm is proposed for computing an initial Bézier trajectory of a mobile robot and subsequently modifies it in real time in order to avoid obstacles in a dynamic environment

Towards a Vector Field Based Approach to the Proper Generalized Decomposition (PGD)

[EN] A novel algorithm called the Proper Generalized Decomposition (PGD) is widely used by the engineering community to compute the solution of high dimensional problems. However, it is well-known that the bottleneck of its practical implementation focuses on the computation of the so-called best rank-one approximation. Motivated by this fact, we are going to discuss some of the geometrical aspects of the best rank-one approximation procedure. More precisely, our main result is to construct explicitly a vector field over a low-dimensional vector space and to prove that we can identify its stationary points with the critical points of the best rank-one optimization problem. To obtain this result, we endow the set of tensors with fixed rank-one with an explicit geometric structureThis research was funded by the GVA/2019/124 grant from Generalitat Valenciana and by the RTI2018-093521-B-C32 grant from the Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades. DocumentFalco, A.; Hilario Pérez, L.; Montés Sánchez, N.; Mora Aguilar, MC.; Nadal, E. (2021). Towards a Vector Field Based Approach to the Proper Generalized Decomposition (PGD). Mathematics. 9(1):1-14. https://doi.org/10.3390/math9010034S1149

Gamification for Maths and Physics in University Degrees through a Transportation Challenge

Our society is immersed in the Fourth Industrial Revolution due to the fast evolution of the new technologies that are modifying the labor market. In the near future, technologies related to Industry 4.0 will produce totally new goods and services. Therefore, the educational systems should adapt their programs to the future needs of an uncertain labor market. In particular, mathematics will play a key role in future jobs and there is a strong need to connect its teaching methodologies to the new technological scene. This work uses the STEAM approach (science, technology, engineering, arts and mathematics) along with active methodologies and educational robotics with the aim of developing a new strategy for the application of mathematics and physics in an engineering degree. In particular, a transportation challenge is posed to tackle the teaching–learning process of the Bézier curves and their applications in physics. A pilot project is developed using a LEGO EV3 robot and an active methodology, where students become the center of the learning process. The experimental results of the pilot study indicate an increase in the motivation due to the use of robots and the realistic context of the challenge

Detección de Defectos en Carrocerías de Vehículos Basado en Visión Artificial: Diseño e Implantación

[ES] Este artículo describe el diseño e implementación de un novedoso sistema de inspección basado en visión artificial para detectar defectos en carrocerías de vehículos automóviles. El sistema ha sido implantado en la factoría Ford de Almussafes (Valencia) como consecuencia de varios proyectos de I+D entre Ford España, S.A. y el Instituto de Diseño y Fabricación de la Universidad Politécnica de Valencia que han derivado en dos patentes internacionales. El sistema se basa en la detección de defectos mediante un barrido de iluminación, estando el sistema de visión fijo, al igual que el objeto a inspeccionar. Tras la adquisición de las imágenes, los defectos se detectan como consecuencia de las transiciones generadas por el barrido de iluminación al verse deformado el patrón de reflexión. La alta sensibilidad del sistema permite detectar defectos milimétricos de 0.2 mm de diámetro, gracias al efecto de amplificación causado por el propio barrido de iluminación. La principal innovación introducida por este proyecto industrial reside en el hecho del que el sistema es capaz de detectar casi el 100% de los defectos detectados mediante inspección humana. Esto ha supuesto mejoras significativas en la reducción del número de vehículos rechazados, además de una reducción del consumo energético, pintura utilizada, del menor impacto medioambiental y por supuesto una reducción en los costes de producción. El sistema también ha supuesto una mejora de las condiciones laborales de los trabajadores al reducirse los problemas como la fatiga ocular. En la actualidad el sistema está siendo rediseñado para su implantación y explotación en otras factorías Ford a nivel mundial con varios modelos de vehículos.Esta investigación, financiada por Ford-España, ha contado con las siguientes subvenciones públicas: Programa Nacional de Fomento de la Investigación Técnica (PROFIT), Sector Automoción, Ref. FIT-110200-2001-30 y FIT-110200-2003-33, (2001 y 2003) y PROGRAMA NOEMI-GESTA. La solución industiral quedó Finalista con Mención de Honor en los 7º Premios a las "Mejores Innovaciones Tecnológicas en Automoción Salón Inter. del Automóvil" (Barcelona, 2009).Tornero Montserrat, J.; Armesto, L.; Mora Aguilar, MC.; Montés Sánchez, N.; Herraez Martínez, A.; Asensio, JM. (2012). Detección de Defectos en Carrocerías de Vehículos Basado en Visión Artificial: Diseño e Implantación. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI). 9(1):93-104. https://doi.org/10.1016/j.riai.2011.11.010S9310491Alders, K., M. Lehe and G. Wan (2000). Method for the automatic recognition of surface defects in body shells and device for carrying out said method. Patent PCT/EP98/04291 Audi AG.Aluze, Denis, Fred Merienne, Christophe Dumont and Patrick Gorria (2002). Vision system for defect imaging, detection, and characterization on a specular surface of a 3d object. Image and Vision Computing 20(8), 569-580.Azorín López, Jorge (2007). Modelado de sistemas para visión de objetos especulares: inspección visual automática en producción industrial. PhD thesis. Universidad de Alicante. Departamento de Tecnología Informática y Computación.Balzer, Jonathan, Sebastian Höfer and Jürgen Beyerer (2011). Multiview specular stereo reconstruction of large mirror surfaces. In: CVPR. pp. 2537-2544.Clarke, D.A. (1990). Panel surface flaw inspection. Patent US4920385 Diffracto Ltd.IDF (2009). Video ford. http://idf.webs.upv.es/descargas/quality control based on artificial vision.mpg y http://idf.webs.upv.es/descargas/ford spanish.mpg.Imanishi, M., K. Yoshida, T. Asaeda, Y. Suzuki S. Chida and M. Watanabe (1998). Surface defect inspection apparatus. Patent US5726705 Nissan Motor, CO.Kammel, S. and F. Puente Leon (2003). Head-mounted display for interactive inspection of painted free-form surfaces. In: Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series (C. E. Rash & C. E. Reese, Ed.). Vol. 5079 of Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series. pp. 254-264.Kammel, S. and F. Puente Leon (2005a). Deflectometric measurement of specular surfaces. In: Instrumentation and Measurement Technology Conference. pp. 531-536.Kammel, S. and F. P. Leon (2005b). Deflectometric measurement of specular surfaces. In: Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2005. IMTC 2005. Proceedings of the IEEE. Vol. 1. pp. 531-536.Kammel, Soeren (2002). Automated optimization of measurement setups for the inspection of specular surfaces. Vol. 4567. SPIE. pp. 199-206.Kuhlmann, L. (1995). On automatic visual inspection of reflective surfaces. PhD thesis. University of Denmark.Leon, F. Puente and S. Kammel (2003). Image fusion techniques for robust inspection of specular surfaces. 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Simulation process for the design and optimization of a machine vision system for specular surface inspection. In: Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series (K. G. Harding & J. W. Miller, Ed.). Vol. 4567 of Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series. pp. 129-140.Seulin, Ralph, Frederic Merienne and Patrick Gorria (2002b). Simulation of specular surface imaging based on computer graphics: application on a vision inspection system. EURASIP J. Appl. Signal Process. 2002, 649-658

“Sustainable City”: A Steam Project Using Robotics to Bring the City of the Future to Primary Education Students

This article presents a STEAM project, “Sustainable City”, based on educational robotics whose objective is to bring the problems of climate change closer to primary school students. The participants were 30 students (aged 10–11) from 5th year of Primary Education and the project consisted of 14 sessions in which different active methodologies such as project-based learning, collaborative learning and the flipped classroom were carried out. A pre-test and a post-test were carried out and the results were better in the post-test, which indicates that the students improved their skills and increased their motivation. As a conclusion, this STEAM project, which is adapted to the Spanish LOMCE curriculum, can be a reference for other teachers to bring their students closer to the problem of environmental change through educational robotics and the use of active methodologies

El desarrollo del currículo de Historia en Bachillerato y el uso de los textos: la visión del profesorado

En materias corno la Historia, la interpretación del currículum establecido en los decretos legislativos por parte del docente, condiciona a su vez el modo en que los alumnos acceden a un conocimiento de la realidad social, de ahí que sea más interesante llegar a saber cómo se preparan y realizan las clases de Historia por parte de los profesores, cuál es la metodología que utilizan y en qué basan sus decisiones cuando diseñan la asignatura. Sin duda, uno de los grandes condicionantes a la hora de dar respuesta a estos interrogantes suele ser el material elegido para facilitar el aprendizaje de los alumnos, material que en la mayoría de los casos suele seguir reduciéndose a la utilización de un manual o libro de texto, sin que se sepa muy bien cuáles son las razones que han impulsado esta elección. A partir de los datos recogidos hasta el momento parece que en muchos casos los textos vienen dados por motivos ajenos a criterios científicos o pedagógicos tales, corno son la necesidad de mantener los libros una serie de años en el centro escolar, o las ofertas más o menos comerciales de las distintas editoriales, pero quizás necesitemos profundizar más en este campo a fin de confinnar o matizar estas hipótesis, de ahí nuestro interés por estudiar y analizar estos aspectos.Peer reviewe

El desarrollo del currículo de Historia en bachillerato y el uso de los textos : la visión del profesorado

Esta comunicación da cuenta de los proyectos de investigación que se están desarrollando sobre la enseñanza de la Historia en segundo de Bachillerato. Conocer qué es lo que llega a la práctica de lo planificado por el profesor y los factores, dimensiones y características que estuvieron presentes tanto en el proceso de diseño, como en el desarrollo del currículum de Historia, es un trabajo previo, necesario, imprescindible para mejorar la práctica docente. El objetivo general es conocer cómo los profesores de Historia llevan a la práctica las indicaciones normativas y legislativas y cuál es el uso que dan al libro de texto. La entrevista ha sido la técnica principal metodológica para la obtención de la información, ampliamente utilizada en ciencias sociales, para acercarse más al objeto de estudio.AndalucíaUniversidad Pública de Navarra. Biblioteca; Campus de Arrosadía; 31006 Pamplona; Tel. +34948169060; Fax +34948169069; [email protected]