Este trabalho apresenta o estudo e a implementação de um sistema de navegação em tempo-real utilizado para estimar a posição, a velocidade e a atitude de um veículo submarino autônomo. O algoritmo investigado é o do Filtro de Kalman Estendido. Este filtro é freqüentemente usado para realizar a fusão de dados obtidos de diferentes sensores, em uma estimativa estatisticamente ótima, quando se respeita algumas condições. Neste trabalho, fez se a fusão entre os seguintes sensores: unidade de navegação inercial do tipo strapdown, sensor acústico de posicionamento, profundímetro, sensor de velocidade de efeito Doppler e uma bússola. Para a aplicação embarcada do Filtro de Kalman, faz-se necessário o seu desenvolvimento em tempo real. Conseqüentemente, este trabalho apresenta o estudo das principais características de um sistema de tempo real. Para desenvolver o código em C utilizou-se de algumas funções do Matlab com a finalidade de se tentar minimizar os erros de implementação do filtro. Além disto, para facilitar a implementação e respeitar os critérios de sistemas de tempo real utilizou-se de um sistema operacional, C/OS-II que possibilita aplicar sistemas com multiprocessos e utilizar semáforos para o gerenciamento do EKF, além disto, foram utilizadas normas de programação, MISRAC, para padronizar o código e aumentar a sua confiabilidade. São apresentadas também a modelagem cinemática, a metodologia e as ferramentas computacionais utilizadas para o filtro. Com base nas simulações e nos ensaios de campo executados on-line, observou-se que os filtros projetados para se estimar a atitude e a posição do veículo obtiveram bons desempenhos, além disto, foi possível verificar a convergência dos EKFs. Para estas simulações e ensaios, foram também estudados casos de situações adversas como, por exemplo, uma falha no sensor de referência de posição, sendo que para esta situação, o EKF de posição e velocidade obteve resultados satisfatórios. / This paper presents the study and implementation of a real-time navigation system used to estimate the position, velocity and attitude of an autonomous underwater vehicle. The Extended Kalman Filter, EKF, was adopted. This filter is often used to perform the data fusion from different sensors, in generating a statistically optimal estimate when some required conditions are fulfilled. The algorithm implements the fusion of the following sensors: an inertial navigation unit sensor (strapdown type), an acoustic positioning, a depth gauge, a Doppler velocity log sensor and a magnetic compass. This work presents the kinematic modelling, the methodology and computational tools used for developing the EKF algorithm. In order to integrate the EKF into an embedded system, it is necessary to develop it in real time. It was adopted the C / OS-II operational system, which allows to implement multithreaded systems and use traffic lights to manage the EKF. Furthermore, programming standards, such as MISRA C, was chosen to standardize the code and increase its reliability. The C code implementation took advantage of some Matlab functions to minimize implementation errors. Based on simulations and field tests carried out online, it was concluded that the filters designed to estimate the attitude and position of the vehicle provided good performances, in addition, it was possible to verify the EKFs convergence. The filters were tested in same adverse situations, e.g., a fault in the position reference sensor, providing satisfactory results as well.

La seguridad vial es una de las mayores preocupaciones de la sociedad actual. De hecho, anualmente mueren en las carreteras alrededor de 1,2 millones de personas y 50 millones resultan heridas. Entre los diferentes factores que están presentes en la producción de un accidente de tráfico cabe destacar el factor humano, el vehículo y la infraestructura. Concretamente, en los últimos años se ha estudiado profundamente la interacción entre el factor humano y el factor infraestructura a partir del concepto de consistencia del diseño geométrico de carreteras, que se puede definir como el grado de adecuación entre las expectativas de los conductores y el comportamiento de la carretera. En este sentido, un diseño consistente asegura que elementos geométricos sucesivos actúen de forma coordinada produciendo una conducción harmoniosa libre de sorpresas. Por el contrario, un diseño inconsistente puede producir sorpresas en los conductores provocando maniobras erráticas o conflictivas que incrementan la probabilidad de ocurrencia de accidentes. Sin embargo, todavía son muy pocas las guías o normas de diseño geométrico de carreteras que incluyen la evaluación de la consistencia en el proceso de diseño o mejora de carreteras. En esta tesis se desarrollan dos modelos de consistencia, uno global y otro local, basados en la definición básica de consistencia a través de la diferencia entre la velocidad de operación inercial, que representa las expectativas de los conductores, y la velocidad de operación, que representa el comportamiento de la carretera. Estos modelos permiten estimar el número de accidentes con víctimas en diez años en las carreteras convencionales españolas e identificar dónde es más probable que ocurran dichos accidentes. Finalmente, se propone una nueva metodología para el diseño y mejora de carreteras convencionales que incorpora los modelos calibrados con el fin de que los ingenieros sean capaces de diseñar carreteras más seguras. / Road safety is one of the major concerns in our society. In fact, around 1.2 million people die and 50 million are injured in road crashes every year. Road crashes are mainly caused by three concurrent factors: infrastructure, vehicle, and human factor. Specifically, the interaction between the infrastructure and human factor has been thoroughly studied in recent years through the concept of geometric design consistency, which can be defined as how drivers' expectancies relates to road behavior. To this regard, a consistent road provides a harmonious driving free of surprises, which is associated with a low number of road crashes. On the contrary, an inconsistent road might present numerous unexpected events to drivers, leading to an anomalous behavior and increasing the likelihood of crash occurrence. However, few geometric design guidelines include a consistency evaluation during the design of both new two-lane rural roads and improvements of existing highways. This Thesis Dissertation presents a global consistency model and a local consistency model based on the geometric design consistency concept through the difference between the inertial operating speed, which represents drivers' expectations, and the operating speed, which represents road behavior. These models allow estimating the number of crashes with injuries in ten years on Spanish two-lane rural roads and identifying where these crashes are most likely to occur. Finally, a new methodology for the design and improvement of two-lane rural roads based on the calibrated models is proposed. This process will allow highway engineers to design safer roads. / La seguretat viària és una de les majors preocupacions de la societat actual. De fet, anualment moren a les carreteres al voltant de 1,2 milions de persones i 50 milions resulten ferides. Entre els diferents factors que estan presents en la producció d'un accident de tràfic cal destacar el factor humà, el vehicle i la infraestructura. Concretament, en els últims anys s'ha estudiat profundament la interacció entre el factor humà i el factor infraestructura a partir del concepte de consistència del disseny geomètric de carreteres, que es pot definir com el grau d'adequació entre les expectatives dels conductors i el comportament de la carretera. En aquest sentit, un disseny consistent assegura que elements geomètrics successius actuen de manera coordinada produint una conducció harmoniosa lliure de sorpreses. Al contrari, un disseny inconsistent pot produir sorpreses en els conductors provocant maniobres erràtiques o conflictives que incrementen la probabilitat d'ocurrència d'accidents. No obstant això, encara són molt poques les guies de disseny geomètric de carreteres que inclouen l'avaluació de la consistència en el procés de disseny o millora de carreteres. En aquesta tesi es desenvolupen dos models de consistència, un global i un altre local, basats en la definició bàsica de consistència a través de la diferència entre la velocitat d'operació inercial, que representa les expectatives dels conductors, i la velocitat d'operació, que representa el comportament de la carretera. Aquests models permeten estimar el nombre d'accidents amb víctimes en deu anys a les carreteres convencionals espanyoles i identificar on és més probable que tinguin lloc aquests accidents. Finalment, es proposa una nova metodologia per al disseny i millora de carreteres convencionals que incorpora els models calibrats per tal que els enginyers siguin capaços de dissenyar carreteres més segures. / Llopis Castelló, D. (2018). Desarrollo de una metodología para el diseño y mejora de carreteras convencionales a partir del análisis de la seguridad vial mediante modelos de consistencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/100271

[pt] O presente trabalho trata do projeto, modelagem e simulação de uma bancada de testes, com a finalidade de mensurar o desempenho de componentes de refrigeração, para ciclos por compressão de vapor. A configuração da bancada foi concebida para oferecer flexibilidade na escolha dos componentes e estabilidade durante a realização dos experimentos. Um modelo matemático foi desenvolvido e implementado a partir da aplicação dos princípios de conservação da massa e energia para cada um dos volumes de controle dos componentes da bancada. A modelagem considera também as equações de troca de calor, propriedades termodinâmicas e modelos físicos dos componentes, para prever condições de operação da bancada operando em regime permanente. Para a modelagem computacional utilizou-se o software EES-Engineering Equation Solver. O modelo resultante também foi utilizado no pré-dimensionamento dos subsistemas da bancada e na simulação de parâmetros característicos, a fim de delimitar a faixa de capacidades, bem como as variáveis de entrada e saída, necessárias ao controle do sistema. O dimensionamento e a seleção dos equipamentos e componentes foram efetuados com base no refrigerante R134a, como fluido de trabalho. No entanto, o modelo é compatível com a utilização de outros refrigerantes, tais como o R22, R407C, R410A, e outras misturas. O trabalho inclui um modelo para simular o comportamento em regime transiente do tanque inercial térmico com o intuito de estudar a estabilidade e o controle do sistema em regime permanente. A simulação demonstrou que a configuração da bancada garantirá estabilidade e reprodutibilidade dos experimentos nas eventuais variações das condições externas, diferindo, portanto, de grande parte dos sistemas de refrigeração convencionais. / [en] The present work deals with the design, modeling and simulation of a test bench used in evaluating the performance of components of vapor compression refrigeration systems. The mathematical model was developed and implemented based on the application of the conservation of mass and energy principles to each of the control volumes, heat transfer equations, thermodynamic properties for refrigerant and water and existing physical models for the system components were also applied. The software EES-Engineering Equation Solver was used as the computational platform. The resulting simulation program was initially used to size the test bench subsystems and to simulate characteristic parameters in order to determine the range of capacities and input and output variables. Refrigerant R-134a was the working substance considered when sizing and choosing system components, but the model can also be used with R22 refrigerants as well as R410A, R407C and others refrigerant mixtures. The work also includes a transient analysis of the thermal inertial tank with focus on the study of the operational control for the system being operated at steady state. The simulation showed that the layout of the test bench will warrant stability and reproducibility of experiments for eventual changes in the external condition, thus differing from typical conventional vapor compression refrigeration systems.

La relación ente Ciencia y Arte ha mantenido a lo largo de la historia momentos de proximidad o distanciamiento, llegando a entenderse como dos culturas diferentes, pero también se han producido situaciones interdisciplinares de colaboración e intercambio que en nuestros días mantienen como nexo común la cultura digital y el uso del ordenador. Según Berenguer (2002) desde la aparición del ordenador, científicos y artistas están encontrando un espacio común de trabajo y entendimiento. Mediante el empleo de las nuevas tecnologías, la distancia que separa ambas disciplinas es cada vez más corta. En esta tesis, cuyo título es "Entornos Multimedia de Realidad Aumentada en el Campo del Arte", se presenta una investigación teórico-práctica de la tecnología de realidad aumentada aplicada al arte y campos afines, como el edutainment (educación + entretenimiento). La investigación se ha realizado en dos bloques: en el primer bloque se trata la tecnología desde distintos factores que se han considerado relevantes para su entendimiento y funcionamiento; en el segundo se presentan un total de seis ensayos que constituyen la parte práctica de esta tesis. / Portalés Ricart, C. (2008). Entornos multimedia de realidad aumentada en el campo del arte [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3402