Formación de Haz (beamforming) vía Compressive Sensing para Sonares Pasivos

Un sonar es un arreglo de fase o un conjunto de sensores (hidrófonos en el contexto del presente proyecto) distribuidos espacialmente según alguna geometría particular. Un sonar o arreglo de fase pasivo es aquel en el cual las señales que son sensadas por sus diversos elementos provienen de una fuente externa (otros submarinos y/o barcos en el contexto del presente proyecto). En el caso de un arreglo de fase activo la señal sensada es una réplica atenuada de una señal que inicialmente fue emitida por el arreglo de fase y ha rebotado sobre algún objeto (otros submarinos y/o barcos). Si a los datos registrados por un sub-conjunto de los sensores del arreglo de fase (sonar) se les aplica un retardo apropiado se obtienen señales idénticas que pueden ser sumadas de modo coherente; este proceso (retardo y suma) se le conoce como beamforming [4,5,6], y es utilizado tanto por sonares pasivos y activos para estimar la dirección de arribo (direction of arrival ó DOA) de la señal sensada en el arreglo de fase, con lo cual se obtiene el ángulo (respecto del arreglo de fase) en el cual se encuentra el objeto (otros submarinos y/o barcos) que ha generado la señal sensada (caso sonar pasivo) o en el cual ha rebotado la señal originalmente emitida (sonar activo). El proceso de beamforming es fundamental en el procesamiento de datos en sonares. Originalmente el beamforming se realizaba de modo analógico [4]: El sonarista (persona especializada que se encarga de detectar e identificar las señales registradas) realiza el retardo y suma de las señales provenientes de un sub-conjunto de sensores predeterminados vía un dial (perilla) y escucha la señal analógica resultante; basado en su experiencia, el sonarista determina el DOA. En la actualidad los sistemas de beamforming son digitales: Los datos registrados por los sensores del arreglo de fase son digitalizados y un computador digital realiza el procesamiento de los datos; a diferencia del caso analógico en el cual el sonarist

Sistema Óptico de Medición y Registro Automático de Desplazamientos en Ensayos de Simulación Sísmica

Los ensayos de simulación sísmica son usados para evaluar el comportamiento y/o respuesta de un modelo o de una estructura de tamaño natural ante las vibraciones de un sismo simulado, generadas por una mesa vibradora. La medición de los movimientos inducidos en la estructura estudiada, así como la presición de los mismos son de vital importancia para determinar el comportamiento dinámico e integridad estructural de la construcción durante la prueba. El laboratorio de Estructuras Antisísmicas de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) utiliza sensores LVDT (linear variable differential transformer, una clase de transductor de desplzamiento) para medir los movimientos inducidos. Los sensores LVDT tienen una buena presición (en el orden de los milímetros), sin embargo el proceso de configuración (montaje, empotramiento mecánico y cableado de los sensores) previo a la prueba es engorroso, pudiendo tomar hasta dos dias en casos complicados. En el proyector antecesor (DAI-E066) al presente se propuso el uso de métodos ópticos para realizar la estimación de los desplazamientos (movimientos) inducidos en la estructura durante el ensayo de simulación sísmica. Para tal fin, se utilizaron varias cámaras digitales de video para grabar el desplazamiento de uno o varios marcadores. Como resultado del análisis post-grabación de los videos registrados, se demostró que es posible estimar el desplzamiento de diversos puntos en la estructura estudiada. Cabe señalar que los resultados de DAI-E066 fueron resumidos en dos artículos científicos, los cuales fueron aceptados en dos conferencias internacionales (ver [1,2]). Los resultados obtenidos en DAI-E066 son notables, sin embargo el tiempo de análisis (vía el entorno Matlab) lo hace impractico en una aplicación real: El análisis de un único video toma aproximadamente una hora en un computador de última generación. Por lo general se registran al menos tres videos por ensayo; dependiendo de la configuración y caract

Sistema Óptico de Medición de Desplazamientos en Ensayos de Simulación Sísmica

Uso técnicas de flujo óptico (patrón de movimiento artificial causado por el movimiento relativo entre un observador y un objeto) y procesamiento de imágenes digitales para medir el desplazamiento de los diversos puntos en una estructura estudiada en las pruebas sísmicas controladas del laboratorio de Estructuras Antisímicas de la PUCP.

ESTIMACION DE LA FRECUENCIA INSTANTANEA Y DEL TIEMPO DE RETARDO DE ARRIBO DE SENALES DETECTADOS EN UN ARREGLO DE FASE(CORNER)UTILIZANDO TECNICAS DE PREFILTRADO EN EL DOMINIO DE LOS WAVELTS

FILTRAJE DE RUIDO EN EL DOMINIO DE LOS WAVELETS

DESARROLLO DE UN FARO NO DIRECCIONAL PARA RUTA AEREAS

FILTRO ECUALIZADOR DIGITAL

Sistema Óptico de Medición y Registro Automático de Desplazamientos en Ensayos de Simulación Sísmica

El presente proyecto propone desarrollar un prototipo que pueda ser utilizado para estimar en tiempo real los desplazamientos inducidos en la estructura durante el ensayo de simulación sísmica. Para tal fin, se plantea una optimización radical del sistema desarrollado en DAI-E066 y no únicamente la utitilización de un lenguaje de programación mas adecuado (p.e. lenguje C/C++). En el prototipo a desarrollar se prevee que un computador multi-core de alta performance acceda directamente a las imágenes registradas por las camaras digitales vía una tarjeta de registro de video especializada. La reestructuración de los algoritmos desarrollados en DAI-E066 va a tener dos niveles de optimización: (i) desarrollo de algoritmos paralelos y (ii) vectorización de las operaciones matemáticas involucradas; por otro lado el software a desarrollar incluye un modelo de memoria compartida con multi-hilos (para aprovechar los nuevos algoritmos paralelos) y utilización de la unidad SIMD para aprovechar la vectorización.