ALL-IN-ONE. A low-cost and extended information integrated traffic monitoring platform

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Traffic information has multiplied by three its volume market in the last five years. It is also expected that will continue growing greatly in the next years.

However, there are some fields still to be studied and probably exploited regarding traffic information. Such is the case of the integration of both the number of cars and their proper identification.

That is the starting point for the “All in One” project whose objectives are to create an integral traffic monitorization platform with low cost hardware and extended information.

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The hardware platform developed will have one radar device for counting vehicles and a Bluetooth interface for identifying them. With this data available and using data integration techniques it will be possible to achieve a level of traffic information yet unknown.

Our group, the B105 Electronic Systems Lab is the one in charge of designing and developing the low-cost radar system. This system includes the electronic for adapting and handling the RF signals as well as the processing modules and digital filters for those signals.

In this project, there are other research groups and some companies involved. As research groups, we are working together with i3-UPM and CEI. The companies we are collaborating with are ACEINSA, KINEO and IPS. This consortium will allow to achieve the project objectives by integrating some partners with expertise in each of the modules of the whole system.

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DEPERITA – An intrusion alarm system to improve safety in road work zones

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Road traffic accidents are one of the main causes of death and disability worldwide. Workers responsible for maintaining and repairing roadways are especially prone to suffer these events, given their exceptional exposure to traffic.

The goal of this project is to develop an intrusion alarm system to improve safety in road work zones. It consists of several nodes equipped with ultrasonic sensors to detect possible vehicle breaches in the perimeter. In addition, we will develop individual warning devices to be worn by every worker that will be wirelessly connected to the detector nodes. This way, in case of a vehicle invading the work zone, each worker can be effectively and timely warned in order to make it to safety.

This project emerged from Jose Martin‘s MSc thesis, and later has been funded by the 2015 AEESD public call. Its official details are as follows:

Title: DEPERITA – DEtección PERImeTral para el Aviso a trabajadores en obras lineales
Code: TSI-100503-2015-0039
Duration: October 2015 – December 2017
Partners: Valoriza Infraestructuras and Universidad Politécnica de Madrid (B105-ESL)
Financing entity: Ministerio de Industria, Energía y Turismo (AEESD 2015)

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LÁZARO: Development of an innovative ICT system for the detection of architectural barriers and monitoring based on augmented reality

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LÁZARO is a project carried out alongside Valoriza Servicios a la Dependencia S.L.U., with the objective of developing a system to automatically detect architectural barriers making use of computer vision and augmented reality. It will integrate the detection provided by sensors and images and the display of an augmented reality layer, together with a warning and checking system for the barriers.

In addition to the first objective, the project pursues another important goal, the development of a wireless sensor network to monitor the living conditions of people with special needs, such as elderly or disabled people. Therefore, the system will result in an integral solution for assisted living facilities and residences, although it can be applied to several other environments.

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The project details are as follows:

Title: LÁZARO: Development of an innovative ICT system for the detection of architectural barriers and monitoring based on augmented reality
Duration: 2016-2017
Partners: Valoriza Servicios a la Dependencia S.L.U. and Universidad Politécnica de Madrid
Financing entity: Valoriza Servicios a la Dependencia S.L.U. via CDTI.

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SENSORIZA – Real time sensor system for meteorological data acquisition, freeze and snow forecast and road conservation, manteinance and security improvement

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Weather conditions can be very dangerous and produce most of the accidents in road environments. To reduce the road accidents and to maintain the infrastructure, the goal of this project is to perform a wireless sensor system to obtain the weather conditions of the road in real time in order to predict freeze and snow events.

The system consist on a wireless module in the vehicle which takes the sensors information and stores for further processing.

The B105 Electronic Systems Lab. as a representative of Technical University of Madrid(UPM) participates with Valoriza in this innovative research project. To develop it we have the support of the Industrial Technological Center (CDTI) and the Ministry of Enery, Tourism and the Digital Agenda.

 

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Demotherm: Robotic application of refractory material

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The B105 Electronic Systems Lab. as a representative of Technical University of Madrid (UPM) participates with THERMAN and the University of Oviedo (Uniovi) in this innovative research project. To develop it we have the support of the Industrial Technological Center (CDTI) and the Ministry of Economy and Competitiveness, and is co-financed by the European Regional Development Fund (FEDER).

The project aims to achieve an automotive and remote control robot capable of working in hostile environments oriented to the repair of cyclones and cimneys reinforced with refractory material.

This solution represents a revolution in the process and provides economic, strategic, enviromental and safety and occupational health improvements.

Out participation in this project is the development of all the sensorization, actuation and control part of the automobile robot.

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3D Sheet: Study of the feasibility of appearance inspection systems applied to car manufacturing

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The goal of this project is the study of the feasibility of appearance inspection techniques applied to car manufacturing. During the assembly process in the factory and later stages some defects can be produced. This problem can cause important losses of money to the company and dissatisfaction in the client. Therefore, as soon the defect is detected in the supply chain the easier the solution for both parts. However, the detection of defect in the sheet in a difficult challenge.

Currently, the inspection process is made by skilled personnel. However, this project tries to install a support system that detects these failures automatically within the work cycle (1 minute/car).

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The B105 ESL has proposed the study of a low cost 3D scanner. Using two cameras and one projector it can be obtained pictures and the object reconstruction with a high precision. The system is low cost because only used two current cameras and one projector.  The last part is a open software based on the European project 3D Underworld.

 

 

 

Pruebas de detección de vehículos en la A-1 para el proyecto Easysafe

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El paso día 26 fuimos a realizar pruebas para el proyecto Easysafe. La hubicación de las pruebas la autovía A-1 en el kilómetro 111. En él se realizaros varios test enfocados a la detección de vehículos, personas y fauna en la carretera. Esto se realizó por medio de varios tipos de acelerómetros y un magnetómetro sitiados fuera del asfalto. Como se puede apreciar en las fotografías, los sensores fueron colocados en el quitamiedos, a una distancia bastante lejana de loos vehículos y aun así las medidas han sido satisfactorias. A partir de ahora, el trabajo se centrará en el algoritmo para discriminar el tipo de vehículo, animales y personas.

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Desarrollando con Google Tango

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Tango es una plataforma de visión artificial y realidad aumentada desarrollada por Google. Gracias a ella, dispositivos como smartphones y tablets pueden conocer y entender su posición en el mundo que les rodea sin necesidad de GPS u otras señales externas. Esto tiene múltiples aplicaciones como la navegación en interiores, el mapeo 3D, la medición de espacios físicos, el reconocimiento de objetos, etc.

El funcionamiento de la plataforma se basa en tres tecnologías principales: el seguimiento del movimiento (Motion Tracking) utilizando las medidas de acelerómetros y giróscopos en conjunto con las características visuales; el aprendizaje de área (Area Learning) que consiste en el almacenamiento de datos del entorno como espacios, paredes, puertas, etc; y la percepción de profundidad (Depth Perception) que permite entender las formas del entorno.

Para realizar todas estas acciones, Tango se basa principalmente en la información visual proporcionada por la cámara del dispositivo. Sin embargo, dado que los datos de profundidad y distancia a los objetos son clave, la plataforma no puede funcionar en teléfonos típicos con una sola cámara. De hecho, los dispositivos habilitados para ejecutar Tango cuentan además de con la cámara convencional, con un objetivo fish-eye para el seguimiento de movimiento y con un emisor-detector de infrarrojos para medir la profundidad. En la actualidad solo existe en el mercado uno de estos dispositivos, la phablet Lenovo Phab 2 Pro.

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En el laboratorio B105 hemos adquirido uno de estos dispositivos ya que vamos a utilizar Google Tango en uno de nuestros proyectos de investigación. En las siguientes imágenes se pueden ver algunas de las cosas que pueden hacerse con la plataforma y sus aplicaciones.

DEMOSTRACIÓN DEL PROYECTO NODUM

NODUM

Hace unos días tuvimos la demostración de nuestro proyecto NODUM. Este sistema está pensado para su uso en carreteras o vías donde se están llevando a cabo obras de conservación y exista una mayor probabilidad de encontrar diversas adversidades que pongan en riesgo a los trabajadores o usuarios de la vía.

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La demostración se llevó a cabo en un escenario de 200 metros en el que se colocaron un total de nueve nodos, ocho nodos sensores y un nodo maestro, colocados en el arcén de la carretera de tal forma que no afectan a la circulación, pero son visibles desde los vehículos.

Demo Final
 

El objetivo de la demostración fue la prueba del funcionamiento de todos los sensores y actuadores que presenta el sistema. Para ello, se realizaron varias pruebas:

  • Existencia de uno o más vehículos en la vía, para mostrar las distintas señales.
  • Detección de trabajadores en la vía, y entrada o salida de camiones.
  • Efecto en la señalización de la luminosidad ambiente que mide el sensor del nodo S4.
  • Prueba de señalización según los comandos que mande un operario desde la aplicación web. 
  • Obtención de la velocidad de los vehículos que se aproximan al tramo monitorizado.
  • Detección del tránsito de vehículos mediante las detecciones SONAR individuales de cada nodo sensor.
  • Nivel de visibilidad y otros parámetros ambientales del escenario.

Además, se demostró el posible uso de pantallas OLED para la generación de señales modulares y escalables al tamaño que se desee, como se puede ver en la siguiente imagen:

 

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Así pues, tras mucho tiempo de trabajo, ¡concluimos este proyecto con un éxito rotundo! 😀

Kick-off del proyecto ROBIM – (Robótica autónoma para inspección y evaluación de edificios existentes con integración BIM)

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El pasado jueves 30 de Marzo se celebró la reunión de kick-off del proyecto ROBIM (Robótica autónoma para inspección y evaluación de edificios existentes con integración BIM). Es un proyecto que corresponde al Programa Estratégico CIEN de la convocatoria de 2016 y en la que los socios somos Euroestudios S.L. (Coordinador), FCC Construcción S.A., Geotecnia y Cimientos S.A., Insyte S.A., Ibim Building Twice S.L., Imatia Innovation S.L., Universidad Politécnica de Valencia a través del Instituto de Restauración del Patrimonio, Universidad Politécnica de Madrid a través del Grupo de Investigación Sostenibilidad en la Construcción y en la Industria, el Instituto Tecnológico de Aragón, la Universidad de Vigo y la Universidad Politécnica de Madrid a través del B105 Electronic Systems Lab.

Resumen ejecutivo

La rehabilitación de edificios se identifica como una actividad necesaria en el marco de la Directiva sobre Eficiencia Energética 2012/27/EC. Ésta urge a aumentar el ritmo de renovación (al menos el 3%) para alcanzar los objetivos europeos en 2050 sobre emisiones de gases de efecto invernadero (reducción de entre un 80% y un 95% respecto a 1990). Sin embargo, han sido numerosas las llamadas de atención que la UE ha hecho a nuestro país por el retraso de la trasposición de medidas para alcanzar éstos objetivos. Además, todo apunta a que el sector de la construcción se debe reactivar a través de la rehabilitación (esto puede extenderse…). Cabe destacar el ratio rehabilitación frente al total de construcción en España es uno de los más bajos de la UE (41,7%, tres puntos por debajo de la media). Esta actividad está hoy por hoy entorpecida por un cúmulo de circunstancias, que la hacen lenta, cara e ineficiente, debido fundamentalmente al empleo generalizado de procesos y técnicas constructivas artesanales y medios manuales, por una parte, y la falta de información previa suficiente y fiable para garantizar una intervención adecuada, entre otros aspectos.

La envolvente de los edificios, sus fachadas y cubiertas, son elementos vulnerables, castigados y difíciles de conservar en buen estado, por su exposición continua a la intemperie y su difícil accesibilidad en muchos casos. En particular la fachada, por su extensión y en algunos casos la complejidad de su diseño, tiene una gran repercusión en el comportamiento energético del edificio en la fase de uso. Es necesario renovarla, además de por su obsolescencia material y funcional, por la energética, que agrava cada vez más la situación medioambiental.

En este contexto, se plantea como objetivo primordial del proyecto ROBIM el desarrollo de un sistema robotizado autónomo que facilite la obtención de información fiel y suficientemente detallada del estado de conservación y composición de los cerramientos de los edificios. Este sistema permitirá ahorrar en costes desmedidos de medios auxiliares para acceder a la totalidad de la envolvente con seguridad, adaptando o renovando las técnicas de examen no destructivo más adecuadas en cada caso, e integrando toda la información obtenida en un entorno digital, basado en la metodología BIM (aunando software, modelos 3D y bases de datos). Se ofrece por tanto una solución global de diagnóstico certero, completo y útil, como un servicio imprescindible de cara a la toma de decisiones sobre la intervención que exige el mercado.

Además, la evaluación de la envolvente, que es el elemento en el que se concentran los mayores ahorros energéticos, debe extenderse más allá del momento de su rehabilitación, siendo clave un adecuado mantenimiento tanto para la conservación del inmueble como para la minimización de impactos económicos y medioambientales, al garantizar su buen estado y con ello el cumplimiento de sus prestaciones técnicas a lo largo del tiempo. De este modo, se pretende incorporar al sistema la posibilidad de colaborar en el mantenimiento periódico de los edificios, realizando tareas de inspección programadas, además de introducir mecanismos de control y monitorización del comportamiento y evolución de la envolvente a lo largo del tiempo.

Los resultados del proyecto permitirán actuar en diversos tipos de sistemas constructivos y edificios, tales como edificaciones residenciales, administraciones, edificios de uso terciario, edificios docentes, hoteles, hospitales, patrimonio histórico, etc.

El sistema estará basado en el empleo de un robot móvil ligero y autónomo, tanto en su desplazamiento como en su alimentación, con capacidad para acceder a cualquier parte de la envolvente, mediante alguno de los sistemas analizados en esta memoria o su evolución tras el análisis. Debe poder acarrear el peso suficiente para el desempeño de los trabajos de examen no destructivo a llevar a cabo, bien por su propia capacidad, bien por estar compuesto de dos elementos, uno más ligero que opere sobre la envolvente y otro más pesado y voluminoso que se situe cerca del lugar de actuación, conectado con el primero.

Dos grandes procesos derivados de este proyecto son: Automatización del levantamiento del modelo BIM y Relación de bases de datos (sistemas de información) con modelos BIM.

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