Proyecto de Investigación del Plan Nacional del Gobierno de España. Convocatoria 2013 – Proyectos I+D+I – Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad
Referencia: DPI2013-47347-C2-2-R
Investigador Responsable: Dr. Joaquín Olivares, Universidad de Córdoba
Participantes: Universidad de Córdoba (España); Universidad de Alcalá de Henares (España)
Fecha de ejecución: 2014 a 2017
El principal reto tecnológico en entornos con múltiples módulos sensoriales -MS- para dar servicio a múltiples unidades móviles robotizadas -UM-, utilizando como nexo una red de comunicaciones inalámbrica, consiste en optimizar tanto los recursos de cada elemento como de los compartidos. En este contexto, y teniendo en cuenta la larga experiencia de los dos grupos de investigación, se plantea el proyecto ALCOR concretando la optimización de recursos a dos niveles: abordar estrategias de decisión sensorial y de control con muestreo adaptado a las necesidades del propio sistema, y mejorar la utilización del canal de comunicación garantizando la interacción segura entre los nodos. La figura 1 esquematiza el nexo entre los principales subsistemas del proyecto.
Para abordar estos retos se plantean tres objetivos fundamentales:
De control: investigar en técnicas de control basado en eventos, estableciendo los límites de estabilidad de cada UM y de la cooperacón entre ellas. Considerando que las únidades están mínimamente instrumentadas (actuadores, odometría, emisor IRED y transceiver), se propone la existencia de un solo centro remoto que implemente los algoritmos de control con el correspondiente mecanismo de disparo teniendo en cuenta las restricciones del canal de comunicación (retardos, pérdida de paquetes, etc). Además al centro remoto se le ha de dotar de la estrategia de petición de información a los sensores adecuados de la red y solo cuando sea necesario.
De sensado: investigar en módulos sensoriales de infrarrojo, con el número idóneo de detectores por módulo para conseguir la localización de múltiples UM y su posición con error centimétrico, además de la estimación instantánea de orientación, todo ello independientemente de las condiciones ambientales. Se diseñará el sincronismo necesario para combinar varios módulos a fin de flexibilizar el área de detección activa. Cada MS formará parte de la red de sensores y su participación en la corrección de la pose de cada UM será decidida en el centro remoto a fin de conseguir un uso eficiente del canal y un estado de mínimo consumo para los MS no activos.
De red de comunicaciones: investigar en el dimensionamiento, capacidad, consumo, mecanismo de acceso, integridad y confidencialildad de la red teniendo en cuenta que se trata de un contexto caracterizado por la alta movilidad de algunos nodos (unidades móviles) y la alta reconfigurabilidad de la topología de red de otros (módulos sensoriales). Se analizarán alternativas basadas en radio cognitiva y reserva de recursos compartidos en sistemas distribuidos móviles para dotar a la red de la inteligencia y seguridad necesarias para su aplicación en redes inalámbricas de sensores y sistemas de control en red propias de los entornos inteligentes. Los desarrollos teóricos se completarán con demostradores que validen experimentalmente la consecución de los retos planteados.
El proyecto ALCOR tiene una clara vocación de transferencia tecnológica a entornos interiores donde se realiza el transporte de materiales o productos de forma flexible y automatizada, se realizan tareas entre unidades móviles robotizadas de forma cooperativa, se posicionan unidades móviles u objetos con precisión en un área extensa, etc. Tal es el caso de entornos industriales de almacenamiento y distribución, y otros de carácter social entornos hospitalarios y geriátricos ofreciendo una alternativa automatizada a personas con movilidad reducida.
Entregables y documentos de utilidad:
Testbed: 1702_Facts_evaluation_scripts.zip Repositorio de series de datos pseudo-aleatorios para simulación de sensores.
Testbed: 1702_SignalRepository_3L.zip Experimentos en la evaluación de hechos: python scripts
Publicaciones fruto del proyecto:
D2R-TED: Data—Domain Reduction Model for Threshold-Based Event Detection in Sensor Networks
F León-Garcia, JM Palomares-Muñoz, J Olivares
Sensors. 18 (11). 2018.
Proyecto ALCOR: Contribuciones a la Optimización del Guiado Remoto de Robots en Espacios Inteligentes
F. Espinosa, JL Lazaro, J. Olivares
Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. v. 15, n. 4, p. 416-426. 2018.
Homomorphic Filtering for Improving Time Synchronization in Wireless Networks
JM Castillo-Secilla, JM Palomares, F. León, J Olivares
Sensors 17 (4), 24. 2017
mDARAL: A Multi-Radio Version for the DARAL Routing Algorithm
FJ Estévez, JM Castillo-Secilla, J González, J Olivares, P Glösekötter
Sensors 17 (2), 17. 2017
Multiplicative composition of clock-skew components for improving time synchronisation
JM Castillo-Secilla, F León, J Olivares, JM Palomares
Electronics Letters 51 (13), 991-993. 2015
Reconocimiento de Patrones para Reglas Distribuidas en WSN
Fernando León García, José Manuel Palomares, Joaquín Olivares, Antonio Cubero Fernández
Congreso Español de Informática (CEDI) 2016
Algoritmo de Aprendizaje Automático para la Detección y Captura de Tráfico Usando el Sniffer Multicanal SnifferWSNTOS
Miguel Sánchez Polonio, Joaquín Olivares, José Manuel Palomares, Fernando León García, Jose María Castillo Secilla, Antonio Cubero Fernández
Congreso Español de Informática (CEDI) 2016
SnifferWSNTOS: Software implementation for multi-channel IEEE 802.15.4 sniffer.
M Sánchez-Polonio, J. Olivares, JM Palomares, F León, JM Castillo-Secilla, A Cubero.
VI Jornadas de Computación Empotrada. 49-56. 2015