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Universidad Politécnica de Cartagena
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PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN

Diseño e implementación de arquitecturas adaptadas para la conversión analógico-digital y el procesamiento de imágenes a niveles bajo, medio y alto (i-Caveats)
Design and implementation of architectures enhaced for analog to digital conversion and low, medium and high level image processing (i-Caveats)

Entidad Financiadora: MINISTERIO DE ECONOMÍA,INDUSTRIA Y COMPETITIVIDAD-UNIÓN EUROPEA, FONDOS DE DESARROLLO REGIONAL

La incorporación de sistemas de visión embebida en plataformas para el transporte inteligente de personas y mercancías o en aplicaciones de vigilancia, seguridad y defensa supondría un importante salto tecnológico. Sin embargo, la implementación de la visión artificial mediante un sistema compacto, autónomo y con un bajo consumo de potencia no es un problema sencillo de resolver. El estímulo visual contiene una cantidad ingente de datos. Para procesarlos es necesario desarrollar un esfuerzo computacional considerable, lo que en término prácticos significa ser capaz de realizar varios millones operaciones por segundo. Conseguir estas prestaciones con un presupuesto energético restringido es muy complicado. En un esquema convencional, en el que tras la captura de las imágenes se procede a su digitalización y almacenamiento en memoria para después ser procesadas, nos encontraríamos con especificaciones imposibles para el sensor, para el convertidor analógico/digital, para el procesador y la memoria.
Una alternativa viable, como hemos evidenciado en trabajos anteriores, consiste en aprovechar el paralelismo inherente a las tareas de visión temprana. Para ello trasladaríamos parte del procesamiento de bajo nivel al plano focal. Una implementación distribuida de los recursos de procesamiento supondría evitar la transmisión de datos desde y hacia la memoria de imágenes. Por otro lado, si se usan bloques de circuito analógicos y de señal mixta, estos pueden ser muy eficientes. El principal problema de esta aproximación es que una implementación ad hoc carece de la flexibilidad necesaria para trasladarla a otros campos de aplicación, y además resulta difícil de manejar para los expertos en visión artificial y desarrolladores de aplicaciones que trabajan con la información en niveles de abstracción más altos. Tanto es así que se ha constituido muy recientemente un importante consorcio industrial para la creación de estándares para la aceleración hardware de la visión por computador y el procesamiento de señales sensoriales. El estándar OpenVX consiste precisamente en la definición de una capa previa al hardware para ser utilizada por los desarrolladores de aplicaciones de visión que necesiten de una optimización del consumo de potencia.
Este proyecto tiene como intención capitalizar el conocimiento previo de nuestros grupos de investigación mediante el desarrollo de una librería de componentes y arquitecturas en hardware compatibles con este esquema de implementación de sistemas de visión integrados, de propósito general y con bajo consumo de potencia. En esta librería incorporaremos bloques de procesamiento a bajo y medio nivel, nuevas capacidades sensoras como el conteo de fotones o la estimación directa e indirecta del tiempo de vuelo, y aspectos de sistema como la gestión de la energía y la interfaz con otros chips de procesamiento digital de señal. Exploraremos alternativas tecnológicas que permitan una implementación eficiente de las funciones definidas en el estándar OpenVX, de modo que resulten transparentes al desarrollador de aplicaciones y al programador de algoritmos de visión artificial.
Para demostrar la utilidad de esta metodología vamos a construir un sistema de visión en un único chip para aplicaciones de transporte y seguridad, y desarrollaremos entornos de demostración que nos permitan exponer el potencial de esta aproximación a la visión embebida.

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Postcosecha
Sistema inteligente, distribuido y PROActivo para la optimización de la señalización vial. (PROA)
PROActive and distributed intelligent system for optimized traffic signaling) (PROA)

Entidad Financiadora: Dirección General de Tráfico (Ministerio del Interior)

El control del tráfico mediante sistemas de señalización optimizados es una de las soluciones más simples y efectivas para mitigar la congestión, aumentar el flujo tráfico, mejorar la movilidad en las intersecciones señalizadas, evitar los efectos negativos de la congestión (p.e., emisiones de CO2) y al mismo tiempo garantizar la seguridad vial. La filosofía de diseño de los sistemas de control de tráfico está viviendo una transición de sistemas basados en realimentación (causa/efecto o acción/respuesta) a sistemas que se anticipan a la causa. Esta tendencia ya se ha utilizado con éxito en redes de conmutación de paquetes para la provisión de Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service). Siguiendo esta novedosa línea, el proyecto PROA (PROActive and distributed intelligent system for optimized traffic signaling) tiene por objetivo diseñar un sistema de control de tráfico distribuido, proactivo, autónomo e inteligente capaz de adaptar los intervalos de señalización de varias intersecciones en función de la situación del tráfico en tiempo real y anticiparse a una posible situación de congestión. La monitorización del tráfico se realizará mediante técnicas de procesamiento de imágenes basadas en substracción del fondo de la imagen (background substraction). Esta técnica se ha utilizado de forma habitual en el análisis automático de imágenes de vídeo, especialmente en aquellas aplicaciones en las que se persigue detectar objetos en movimiento en secuencias de vídeo captadas por cámaras estáticas. Para ello será necesario instalar un conjunto de cámaras en determinadas intersecciones (o aprovechar las ya existentes en muchas de ellas), de modo que, conectadas con un sistema digital sobre el que se ejecutan las técnicas de procesado de imágenes, dicho sistema sea capaz de proporcionar datos de monitorización del tráfico. La actualización óptima de los intervalos de señalización se hará mediante el uso de técnicas QoS empleadas con éxito en redes de conmutación de paquetes, extrapoladas a los sistemas de tráfico vehicular y adaptadas a las características de este tipo de redes. Según el conocimiento de los miembros de este equipo investigador, la traslación de estos algoritmos empleados en redes de telecomunicación ha sido muy poco estudiado hasta la fecha aunque con prometedores resultados. Además, en PROA, un grupo de intersecciones (formadas por una o más señales de control semáforos) se comunicarán bajo una arquitectura de sistema distribuido, donde la toma de decisiones se realizará en base a información local y a información procedente de intersecciones vecinas. Protocolos propuestos en la literatura especializada para alcanzar el consenso dentro de un sistema distribuido (en términos de redes de computadores) se pueden aplicar igualmente en este nuevo escenario, enfoque que tampoco se ha estudiado hasta la fecha. Asimismo, es objetivo de este proyecto implementar un prototipo de la solución propuesta para realizar un primer estudio experimental, acorde con escenarios urbanos que se están adaptando a SmartCities e Internet de las Cosas. El equipo investigador hará un esfuerzo para proponer una solución cuya viabilidad económica permita la implantación de dichos dispositivos a corto plazo

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Postcosecha
Laboratorio de Radio comunicaciones Aplicado a la Trazabilidad (LABRAT)
Traceability Laboratory LABRAT (LABRAT)

Entidad Financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación y Fondos Europeos de Desarrollo Regional

Web del Proyecto: http://www.cartainnova.es/index.php?option=com_content&view=article&id=13010:traceability-laboratory

Dentro de los proyectos Innplanta 2011 financiados por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y fondos FEDER Europeos, se está desarrollando y equipando un laboratorio de sistemas de comunicaciones inalámbricas aplicados a la trazabilidad (laboratorio LABRAT).

El laboratorio realiza actuaciones en tres líneas diferentes relacionadas con las tecnologías de la información y las comunicaciones:

1.- Sistemas de comunicaciones inalámbricas.
2.- Sistemas RFID de identificación por radiofrecuencia.
3.- Sistemas de redes de sensores.

El objetivo principal es la integración de todas esas tecnologías de la información y las comunicaciones, para mejorar y desarrollar sistemas de trazabilidad, que puedan ser aplicados a sectores productivos muy diversos, como la alimentación, la agricultura, la gestión de hospitales, en sectores de la salud, etc.

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Postcosecha
Apoyo a emprendedoras tecnológicas en Talavera de la Reina (GIRL POWER)

Entidad Financiadora: MINISTERIO DE SANIDAD, SERVICIOS SOCIALES E IGUALDAD - Instituto de la Mujer - Mecanismo Financiero del Espacio Económico Europeo (66.312 euros)

El proyecto consiste en la preparación, ejecución y seguimiento de dos programas de promoción y apoyo a la creación de startups de base tecnológica viables por mujeres de la Ciudad de Talavera de la Reina. Cada edición de GIRL POWER proporcionará los conocimientos técnicos, infraestructuras y oportunidades de networking y acceso a financiación necesarias a las mujeres participantes.

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Postcosecha
Adquisición de equipamiento científico-tecnológico para el Laboratorio de Investigación en Sistemas para Vehículos (SiVeLab.)
(SiVeLab.)

Entidad Financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación y Fondos Europeos de Desarrollo Regional

El Proyecto SiVeLab de la Universidad Politécnica de Cartagena se define en un espacio de apoyo tecnológico a la investigación y el desarrollo incorporando la infraestructura necesaria para ofrecer servicios proporcionados por los Sistemas para Vehículos Inteligentes, Vehículos Submarinos, así como por los Sistemas de Energía y Propulsión eléctrica necesarios para los mismos.

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Postcosecha
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