Detection of moving vehicles in videos using deep learning techniques

Trabajo de Fin de Grado en Ingeniería del Software, Facultad de Informática UCM, Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial, Curso 2020/2021, descargar el código del repositorio de Github: https://github.com/JesusGranizo/CodigoEn este trabajo se presenta una aplicación para la identificación de vehículos en vías urbanas mediante técnicas de detección del movimiento en imágenes y aprendizaje profundo para su identificación. Mediante el entrenamiento de redes neuronales convolucionales como AlexNet y GoogLeNet se procede a la detección de vehículos en una serie de videos previamente cargados por el usuario. La aplicación permite al usuario ajustar los parámetros de entrenamiento de las redes neuronales, realizar dicho entrenamiento y cargar un video para la posterior detección de los vehículos. Adicionalmente, se procede a la carga de dichos resultados a la red social Twitter para su difusión. En el trabajo se realiza un análisis y valoración de resultados, tanto en la fase de entrenamiento como en la de decisión.Identification of vehicles on urban roads using motion detection techniques in images and deep learning for their identification. By training convolutional neural networks such as AlexNet or GoogLeNet, vehicles are detected in a series of videos previously uploaded by the user. The present work will consist on the creation of an application in which the user is allowed to adjust the training parameters of the neural networks, carry out said training and upload a video for the subsequent detection of the vehicles. Additionally, these results are uploaded to the social network Twitter for dissemination. In this work, an analysis and evaluation of results is carried out, both in the training phase and in the decision phase.Depto. de Ingeniería de Software e Inteligencia Artificial (ISIA)Fac. de InformáticaTRUEunpu

NeBula: Team CoSTAR's robotic autonomy solution that won phase II of DARPA Subterranean Challenge

This paper presents and discusses algorithms, hardware, and software architecture developed by the TEAM CoSTAR (Collaborative SubTerranean Autonomous Robots), competing in the DARPA Subterranean Challenge. Specifically, it presents the techniques utilized within the Tunnel (2019) and Urban (2020) competitions, where CoSTAR achieved second and first place, respectively. We also discuss CoSTAR¿s demonstrations in Martian-analog surface and subsurface (lava tubes) exploration. The paper introduces our autonomy solution, referred to as NeBula (Networked Belief-aware Perceptual Autonomy). NeBula is an uncertainty-aware framework that aims at enabling resilient and modular autonomy solutions by performing reasoning and decision making in the belief space (space of probability distributions over the robot and world states). We discuss various components of the NeBula framework, including (i) geometric and semantic environment mapping, (ii) a multi-modal positioning system, (iii) traversability analysis and local planning, (iv) global motion planning and exploration behavior, (v) risk-aware mission planning, (vi) networking and decentralized reasoning, and (vii) learning-enabled adaptation. We discuss the performance of NeBula on several robot types (e.g., wheeled, legged, flying), in various environments. We discuss the specific results and lessons learned from fielding this solution in the challenging courses of the DARPA Subterranean Challenge competition.The work is partially supported by the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, under a contract with the National Aeronautics and Space Administration (80NM0018D0004), and Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)

Reseñas

[ES] Seguí de la Riva , Javier. Sobre dibujar y proyectar (por Javier Seguí de la Riva) pp. 4.-- Dibujar, proyectar LVI y LVII Arte y muerte I y II ( por Javier Seguí de la Riva) pp. 6.-- dibujar, proyectar LVIII El imaginario del dibujar (por Javier Seguí de la Riva) pp. 6 y 7.-- Dibujar, proyectar LVI y LVII Diagrama, diagramar I y II ( por Javier Seguí de la Riva) pp. 7.-- DIBUJAR, proyectar LVIII El imaginario del dibujar ( por Javier Seguí de la Riva) pp. 6 y 7.-- DIBUJAR, PROYECTAR LVI y LVII Diagrama, diagramar I y II (por Javier Seguí de la Riva) pp.7.-- DIBUJAR, PROYECTAR LIX, LX y LXI Escritos críticos I, II y III ( por Javier Seguí de la Riva) pp. 7 .-- Rehabilitacion del Antiguo Hospital San Juan de Dios para Biblioteca y Archivo Historico de Orihuela (por Ana Torres Barchino) pp. 8.-- Arnau Amo, Joaquín. Arquitectura. Ritos y ritmos (por María Elia Gutiérrez Mozo) pp. 8 y 9.—Cardone, Vito. Viaggiatori d’architettura in Italia. Da Brunelleschi a Charles Garnier (por Cesare Cundari) pp. 9 y 10.-- Casado de Amezúa Vázquez, Joaquín. Las casas reales de la Alhambra. Geometría y espacio. Una aproximación al proceso de formación del espacio ( por Pilar Chías Navarro)pp. 10.-- Jaén i Urban, Gaspar; Baldomá Soto, Montserrat y Carrasco Martí, Maria Antonia. One century of photography and preservation in catalonia: the service for local architectural heritage ( por Pilar Chías Navarro) pp. 10 y 11.-- Jaén i Urban, Gaspar. El paisaje urbano de Nueva York en la obra escrita de Federico García Lorca (por Concepción López González y Jorge García valldecabres) pp. 11.—Trachana, Angelique. Urbe Ludens ( por Gonzalo García-Rosales) pp. 12.-- Fernández-Palacios, Victoria; Yanguas, Ana; Jiménez Fdez-Palacios, Luz. Manuel Aires Mateus. Cuaderno de La Alhambra ( por José Mª Gentil Baldrich) pp. 12 y 13.-- Agustín, Luis; Miret, Elena; Vallespín, Aurelio. Representación del espacio arquitectónico. 2011.12 (por Jesús Aparicio Guisado) pp. 14.—Herschdorfer, Nathalie y Lada Umstätter, Thames. Le Corbusier and the Power of Photography (por víctor A. Lafuente Sánchez) pp. 14 y 15.-- Roma en el bolsillo. Cuadernos de dibujo y aprendizaje artístico en el siglo XVIII ( por Fernando Linares García) pp. 15 y 16.-- Vicens y Hualde, Ignacio. Dicho y hecho ( por Fernando Linares García) pp 16.-- Le Corbusier. El arte decorativo de hoy ( por Carlos Montes Serrano )pp. 16 y 17.—Jenkins Birkhäuser, Eric J. Drawn to Design: Analyzing Architecture Through Freehand Drawing ( por víctor A. Lafuente Sánchez) pp. 17 y 18.—Sobrino, Miguel. Monasterios. Las biografías desconocidas de los cenobios de España ( por Javier García-Gutiérrez Mosteiro) pp. 18 y 19.-- Jiménez Martín, Alfonso. Anatomía de la Catedral de Sevilla ( por Francisco Pinto Puerto) pp. 19.-- Raposo Grau, Javier Fco; Butragueño Díaz-Guerra, Belen y Paredes Maldonado, Miguel. Dibujar, analizar, proyectar (2010) Título I. Colección dibujo, proyecto y arquitectura ( por Mariasun Salgado de la Rosa) pp. 19 y 20.-- Raposo Grau, Fco Javier; Butragueño Díaz-Guerra, Belen y Paredes Maldonado, Miguel. Dibujar, analizar, proyectar (2011) Título III. Colección dibujo, proyecto y arquitectura ( por Carlos L. Marcos Alba) pp. 20-22.-- García Doménech, Sergio. Reflexiones urbanas sobre el espacio público de Alicante. Una interpretación de la ciudad y sus escenarios ( por Juan Calduch Cervera) pp. 22 y 23.—Cundari, Casere. Il rilievo architettonico. Ragioni. Fondamenti. Applicazioni ( por Antonio Álvaro Tordesillas) pp. 23 y 24.—Autores varios. Perspectiva-Prospettiva. La práctica de la perspectiva ( por José Mª Gentil Baldrich) pp. 24 y 25.-- Soler Sanz, Felipe. Trazados Reguladores en la Arquitectura ( por Jorge García Valldecabres) pp. 25.-- Jiménez Alcañiz, Cesar. Análisis de las metodologías para la recuperación patrimonial de entornos urbanos protegidos. Propuesta metodológica: desde los valores históricos a los nuevos modelos energéticos. Russafa desde el siglo XIX( Por Pablo Navarro Esteve) pp. 26.-- de Coca Leicher, José. El recinto ferial de la Casa de Campo de Madrid (1950-75)( por Esteban Herrero Cantalapiedra) pp. 27.-- La arquitectura religiosa renacentista en tierras del Maestre: la iglesia de Nuestra Señora de la Asunción de Vistabella del Maestrazgo ( por José Teodoro Garfella Rubio) pp. 27 y 28.-- Arquitectura de los balnearios en Galicia. Cuenca del Miño. 1816-1936 ( por José Antonio Franco Taboada)pp. 28 y 29.-- Barros da Rocha e Costa. Historia de la representación gráfica del Castillo de Peñíscola. Del grafito al láser ( por Pablo Navarro Esteve) pp. 29.-- Rivas López, Esteban José. El Carmen de la fundación Rodríguez-Acosta. Una indagación gráfica ( por Joaquín Casado de Amezúa) pp.30.-- Verdejo Gimeno, Pedro. Estaciones intermedias de ferrocarril. La sección “Non nata” Teruel-Alcañiz (por Jorge Girbés Pérez) pp. 30 y 31.-- Sender Contell, Marina. El Monasterio de Santa María de la Murta. Análisis arquitectónico de un Monasterio Jerónimo ( por Pablo Navarro Esteve) pp. 32.-- Iñarra Abad, Susana. El Render de Arquitectura. Análisis de la Respuesta Emocional del Observador ( por Pablo Navarro Esteve) pp. 32 y 33.-- Fernández Morales, Angélica. De concreto a conceptual. Relaciones entre arte y arquitectura en el contexto helvético contemporáneo ( por Luis Agustín) pp. 33.—EXPOSICIÓN: Intervenciones cromáticas en los comercios del centro histórico ( por Jorge Llopis verdú) pp. 34 y 35.Seguí De La Riva, J.; Torres Barchino, A.; Gutiérrez Mozo, ME.; Cundari, C.; Chías Navarro, P.; López González, C.; García Valldecabres, J.... (2014). Reseñas. EGA. Revista de Expresión Gráfica Arquitectónica. 19(24):4-35. https://doi.org/10.4995/ega.2014.3268SWORD435192

Diseño y simulación del sistema de locomoción de un robot hexápodo para tareas de búsqueda y rescate

Una de las aplicaciones de mayor actualidad en el campo de la Robótica es el uso de los robots en las situaciones de búsqueda y rescate. Tareas que ni bomberos, ni personal de rescate ni incluso perros pueden llegar a hacer son posibles gracias al uso de robots móviles dotados de sensores adecuados. Robots de este tipo se han usado en numerosos desastres, desde el Atentado en las Torres Gemelas de Nueva York en 2001 hasta las inundaciones en Río Blanco (Texas, 2016), pasando por el terremoto de Haití (2010) y por el accidente nuclear en Fukushima (2011). En estos desastres, robots terrestres aéreos y marítimos han ayudado en numerosas tareas, tales como la búsqueda de víctimas, el reconocimiento y mapeado de la zona, la asistencia médica y la retirada de escombros. Sin embargo, y a a pesar de la importancia de los robots en este campo, la experiencia de desastres ya ocurridos en los que se han usado robots demuestra que los sistemas de locomoción desarrollados para los mismos no son lo suficientemente robustos y versátiles para los tipos de terrenos de las situaciones de emergencia: en dichas situaciones, los terrenos pueden variar desde una montaña de escombros hasta un terreno embarrado, montones de papeles, escaleras derruidas o vegetación apilada. Se aprecia por tanto la necesidad de un sistema de locomoción que permita el uso del robots en ese tipo de terrenos. En la investigación desarrollada hasta la actualidad se hace notar la carencia de un estudio que analice en profundidad un sistema de locomoción determinado desde todos los aspectos que lo componen: la cinemática de dicho sistema de locomoción, la dinámica del mismo, el estudio matemático y preciso de los materiales de las partes que lo componen, así como los diferentes patrones de movimiento (también conocidos como modos de marcha). Este trabajo profundiza en el diseño y simulación del sistema de locomoción de un robot para tareas de búsqueda y rescate. En primer lugar se ha estudiado el estado del arte tanto de los robots de búsqueda y rescate (en adelante robots USAR 1) como en diferentes sistemas de locomoción en robótica. En este análisis, se han recogido todas las actuaciones registradas hasta la fecha de estos robots en desastres, tantos naturales como provocados por el hombre. Además, se han analizado los diferentes sistemas de tracción de un gran número de robots actuales, clasificándolos en función de la complejidad y la versatilidad. Una vez terminado el estado del arte, y viendo las ventajas y desventajas de cada opción, se ha decidido el sistema de locomoción del robot: sistema de locomoción por patas. Se han diseñado cinco modos de marcha del robot, en los cuales el robot va moviendo sus patas en una secuencia determinada. Estos modos de marcha se han programado y simulado usando ROS (Robot Operating System) y Gazebo. Además, se han simulado en cuatro tipo de terrenos: terreno llano, terreno con rampa, terreno abrupto y terreno con obstáculos tipo esféricos y cúbicos. Posteriormente se ha desarrollado un modelo cinemático del robot considerando los diferentes modos de marcha que puede tener. Este modelo cinemático se ha comprobado tanto por simulación con Autodesk Inventor como en la realidad usando la Visión por Computador que proporciona Matlab. Asimismo, se ha estudiado el modelo dinámico del mismo. Se ha realizado tanto un modelo generalista, aplicable a cualquier modelo dinámico de la pata, como un modelo más particular en el que se modela la pata usando el modelo del péndulo invertido (SLIP-Spring Loaded Inverted Pendulum). Además, se ha aplicado el Teorema de Castigliano para hallar la deformación horizontal y vertical del eje de la pata. Los resultados obtenidos se han contrastado usando técnicas de regresión no lineal con los datos obtenidos mediante la aplicación del análisis por elementos finitos (FEA-Finite Element Analysis). Los datos analíticos se ajustan con elevada perfección a los datos obtenidos por FEA. Adicionalmente, se ha aplicado la Teoría de Elasticidad y los criterios de ruptura (Rankine y Von Mises) a diferentes materiales y diferentes formas de pata. En concreto, se han diseñado siete formas distintas de pata y cada una de ellas se ha simulado estáticamente usando FEA. Cada pata se ha simulado con siete materiales distintos: Fibra de vidrio, Fibra de Carbono, plástico ABS, Nylon 6,6, plástico PET, Polímero reforzado con Fibra de Carbono y Resina Termoplástica. A partir de estas simulaciones, se han extraídos los coeficientes de seguridad de cada pata en la situación más desfavorable. También se han realizado simulaciones dinámicas (con la pata en movimiento) en las cuales se comprueba en qué casos la situación más desfavorable es el caso estático. Con el objetivo de analizar la idoneidad de forma de pata ante determinados terrenos, se ha construido un banco de ensayos provisto de motores para simular las patas en terrenos reales. Estos terrenos han sido tierra suelta, barro, paja, grava y terrones. A partir de los resultados obtenidos para cada tipo de terreno, y teniendo en cuenta los coeficientes de seguridad hallados mediante simulación, se ha elegido la pata idónea para cada tipo de terreno. Para concluir el diseño del sistema de locomoción, se ha diseñado el robot en 3D y se han realizado sus planos respectivos. Asimismo, se han elegido y comprado los motores de acuerdo a los resultados obtenidos en simulación en cuanto a par de pico y velocidad máxima. También se han elegido las baterías y la electrónica que finalmente llevará el robot

Trajectory planner for agile flights in unknown environments

Thesis: S.M., Massachusetts Institute of Technology, Department of Aeronautics and Astronautics, 2019Cataloged from PDF version of thesis.Includes bibliographical references (pages 71-75).Planning high-speed trajectories for UAVs in unknown environments requires extremely fast algorithms able to solve the trajectory generation problem in real-time in order to be able to react quickly to the changing knowledge of the world and that guarantee safety at all times. In this thesis, we first show the computational intractability of solving the planning problem by using the full nonlinear dynamics of the UAV in a complex cluttered known environment. By making use of the differential flatness of the UAV and removing the assumption of a completely known world, we then use a convex decomposition of the space and reformulate the optimization problem of the local planner as a Mixed Integer Quadratic Program (MIQP). The formulation proposed enables the solver to choose the interval allocation (i.e. which interval of the trajectory belongs to which polytope), and the time allocation is computed efficiently using the results of the previous replanning iteration.We also address the erratic or unstable behavior that usually appears when a hierarchical planning architecture (a slow, low-fidelity global planner guiding a fast, high-fidelity local planner) is adopted. This is a consequence of not capturing higher-order dynamics in the global planner, whose solution is changing constantly. We therefore propose a way to address this interaction, taking into account the dynamics of the UAV to reduce the discrepancy between the local and global planner. Moreover, safety guarantees are usually obtained by having a local planner that plans a trajectory with a final "stop" condition in the free-known space. However, this decision typically leads to slow and conservative trajectories. We propose a way to obtain faster trajectories by enabling the local planner to optimize in both free-known and unknown spaces. Safety guarantees are ensured by always having a feasible, safe back-up trajectory in the free-known space at the start of each replanning step.The planning framework proposed (called FASTER - FAst and Safe Trajectory PlannER) is validated extensively in simulation and hardware experiments, showing replanning times of 20-65 ms in cluttered environments, with vehicle's speeds up to 7.8 m/s.by Jesús Tordesillas Torres.S.M.S.M. Massachusetts Institute of Technology, Department of Aeronautics and Astronautic

Onboard Detection and Localization of Drones Using Depth Maps

Special thanks to B. Lopez (ACL-MIT) and A. Ripoll (TU Delft) for their contributions in the early stages of this work. They would also like to thank J. Yuan (MIT) for his help in the experiments and P. Tordesillas for his help with the figures in the article.Obstacle avoidance is a key feature for safe drone navigation. While solutions are already commercially available for static obstacle avoidance, systems enabling avoidance of dynamic objects, such as drones, are much harder to develop due to the efficient perception, planning and control capabilities required, particularly in small drones with constrained takeoff weights. For reasonable performance, obstacle detection systems should be capable of running in real-time, with sufficient field-of-view (FOV) and detection range, and ideally providing relative position estimates of potential obstacles. In this work, we achieve all of these requirements by proposing a novel strategy to perform onboard drone detection and localization using depth maps. We integrate it on a small quadrotor, thoroughly evaluate its performance through several flight experiments, and demonstrate its capability to simultaneously detect and localize drones of different sizes and shapes. In particular, our stereo-based approach runs onboard a small drone at 16 Hz, detecting drones at a maximum distance of 8 meters, with a maximum error of 10% of the distance and at relative speeds up to 2.3 m/s. The approach is directly applicable to other 3D sensing technologies with higher range and accuracy, such as 3D LIDAR.The authors would like to thank MISTI-Spain and A. Goldstein in particular for the financial support received through the project entitled "Drone Autonomy".Peer reviewe

Otro título: [Ciclo Cine Español 1940-1960]

Jesús Tordesillas lee la conferencia dedicada a la dirección cinematográfica en nombre de José Luis Sáenz de Heredia, por la imposibilidad de acudir al acto. Tordesillas expone que antiguamente el espectador veía al director de cine como un concepto primario de capataz, capaz de poner orden entre los artistas. Poco se sabía de su incorporación intelectual a la obra conjunta y ningún espectador se acercaba a contemplar la película atraído por el nombre del director del film. Posteriormente, la figura del director ha empezado a ser entendida con un criterio más real. El director no puede insuflar la capacidad interpretativa del actor, pero sí está entre sus tareas, repartir a cada actor el cometido que mejor le va, lo que ha venido a llamarse “ojo clínico”. También debe contar con los mejores guionistas, músicos, operadores y con todos los elementos que colaboran en el film. La mayor misión del director, es la de convertirse en el representante autorizado del tema del film, diferenciándolo del guión cinematográfico. Por tanto, el director, es una persona dotada de sensibilidad que puede identificarse con todos, y saber pedir a cada uno su mejor esfuerzo. La personalidad del director en la obra cinematográfica es conjuntar, elegir, exigir, transmitir, contener, templar, mandar y emocionar a los elementos subordinados como transmisor sensible de un mensaje armónico. – Min. 14.29: Aplausos.Jesús TordesillasMadrid, Instituto de Cultura Hispánica. Miércoles, 18 de mayo a las siete de la tard

Otro título: [Ciclo Cine Español 1940-1960]

Jesús TordesillasMadrid, Instituto de Cultura Hispánica. Miércoles, 18 de mayo a las siete de la tardeJesús Tordesillas lee la conferencia dedicada a la dirección cinematográfica en nombre de José Luis Sáenz de Heredia, por la imposibilidad de acudir al acto. Tordesillas expone que antiguamente el espectador veía al director de cine como un concepto primario de capataz, capaz de poner orden entre los artistas. Poco se sabía de su incorporación intelectual a la obra conjunta y ningún espectador se acercaba a contemplar la película atraído por el nombre del director del film. Posteriormente, la figura del director ha empezado a ser entendida con un criterio más real. El director no puede insuflar la capacidad interpretativa del actor, pero sí está entre sus tareas, repartir a cada actor el cometido que mejor le va, lo que ha venido a llamarse “ojo clínico”. También debe contar con los mejores guionistas, músicos, operadores y con todos los elementos que colaboran en el film. La mayor misión del director, es la de convertirse en el representante autorizado del tema del film, diferenciándolo del guión cinematográfico. Por tanto, el director, es una persona dotada de sensibilidad que puede identificarse con todos, y saber pedir a cada uno su mejor esfuerzo. La personalidad del director en la obra cinematográfica es conjuntar, elegir, exigir, transmitir, contener, templar, mandar y emocionar a los elementos subordinados como transmisor sensible de un mensaje armónico. – Min. 14.29: Aplausos

The right occipital lobe and poor insight in first-episode psychosis

Lack of insight is a core feature of non-affective psychosis and has been associated with poorer outcomes. Brain abnormalities underlying lack of insight have been suggested, mostly in the frontal lobe, although previous research showed mixed results. We used a voxel-based morphometry (VBM) analysis in 108 first-episode non-affective psychosis patients to investigate the pattern of brain structural abnormalities related to lack of insight. In addition, 77 healthy volunteers were compared with the patients classified as having poor and good insight. The shortened version of the Scale to Assess Unawareness of Mental Disorder was used to evaluate insight. Patients with poor insight (n = 68) compared with patients with good insight (n = 40) showed a single significant cluster (kc = 5834; PcFWE = 0.001) of reduced grey matter volume (GMV) in the right occipital lobe extending to its lateral and medial surfaces, the cuneus, and the middle temporal gyrus. In addition, GMV at this cluster showed a negative correlation with the score of the SUMD (r = -0.305; p = 0.001). When comparing patients with poor insight with healthy subjects overall reductions of GMV were found, mainly in frontal and occipital lobes. Hence, poor insight in non-affective psychosis seems to be associated with specific brain abnormalities in the right occipital and temporal cortical regions. Dysfunction in any combination of these areas may contribute to lack of insight in non-affective psychosis. Specifically, the 'right' hemisphere dysfunction underlying impaired insight in our sample is consistent with previously reported similarities between lack of insight in psychosis and anosognosia in neurological disorders