3.01 Tesis magíster

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3D modeling of dynamic soil-structure interaction in shear wall buildings with basements in medium stiffness sandy soils using spectral element method : the case of Viña del Mar, Chile
(2020) Ayala Sanhueza, Felipe Esteban; Sáez Robert, Esteban; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Se presenta una estrategia de modelación de la interacción dinámica suelo-estructura (DSSI) utilizando el método de elementos espectrales (SEM) con un enfoque Galerkin discontinuo. Se desarrollan modelos estructurales de dos edificios de muros de corte con subterráneos en suelos arenosos medianamente densos. Se realizan mediciones de vibraciones ambientales, utilizando arreglos tridimensionales de múltiples sensores sísmicos, a fin de estimar la respuesta modal empírica y calibrar el subdominio estructural. Posteriormente, se lleva a cabo un proceso de optimización para calibrar modelos volumétricos de las estructuras. Esta optimización se realiza preservando las frecuencias y formas modales más relevantes, para lograr una respuesta dinámica equivalente. Una vez calibrados los modelos estructurales, se ubican sobre un subdominio de suelo y se evalúan parámetros ingenieriles relevantes mediante simulaciones de modelos sometidos a una excitación de onda plana, aproximando el comportamiento no lineal del suelo mediante un enfoque lineal equivalente. En general, los resultados indican que la DSSI causa efectos significativos en la respuesta estructural y depende en gran medida del contenido en frecuencia del input. La inclusión de la DSSI está relacionada con una reducción de las derivas de entrepiso al ser corregidas por el rocking de la losa de fundación, que incluye su flexibilidad, además de elongación del período de la estructura, y una disminución significativa del corte de piso en comparación con la respuesta inducida en los modelos de base fija.
3D Modeling of site-city effects using spectral element method. Application to Viña del Mar city, Chile
(2019) Soto Moncada, Valeria Paz; Sáez Robert, Esteban; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
In recent years, seismic wave propagation analyses have become a powerful tool to evaluate the site effects in a given region. While many approaches are available, the Spectral Element Method (SEM) has been widely used for that purpose because of its flexibility and computational efficiency. Basin shape, material nonlinearity and heterogeneity are import ant effects; however, the multiple inter and structures, known as site-- actions between the soil city effects (SCI), can also play a crucial role in analyses of densely populated areas. There are many options to model this kind of interaction, especially if the buildings are partially embedded in the soil. This paper evaluates the importance of the proper SCI modeling against more standard uncoupled approaches, focusing on the local interaction between the soil and a group of buildings including inelastic s oil behavior. We focus our work on the case of downtown Viña del Mar, a touristic coastal city of central Chile, where the observation of a reiterated distribution of damage in reinforced concrete buildings during two major earthquakes has motivated numero us studies. For that purpose, a realistic 3D numerical model of the area was created, considering the existing buildings. The opensource code SPEED was used to perform the wave propagation simulation, which combines the spectral element method with a disc ontinuous Galerkin approach. A geophysical study was conducted to estimate the model parameters; in addition, shear modulus degradation and damping curves were extracted from laboratory tests to account for the nonre linearity of the soil. In general, the sults indicate that the inclusion of the SCI is beneficial to the structure's response in most cases, and that the SCI modeling needs to consider the level of embedment to obtain more precise results.
A blind calibration scheme for switched-capacitor pipeline analog-to-digital converters.
(2020) Bozzo Jiménez, Juan Andrés; Abusleme Hoffman, Ángel Christian; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este trabajo presenta un nuevo esquema de calibración para conversores de datos análogoa- digital (ADC). La calibración en foreground está diseñada para auto-calibrar un ADC pipeline de capacitores conmutados. La calibración estima los parámetros eléctricos del ADC; los capacitores de las etapas pipeline, referencias de voltaje y pérdida de carga debido a ganancia finita de los amplificadores. La estimación es usada para compensar digitalmente errores en la conversión durante la operación normal del ADC. Para realizar la estimación de parámetros, el algoritmo de calibración se basa en la instanciación de conversores ΔΕ en la interfaz entre etapas pipeline reorganizando los componentes eléctricos de las etapas pipeline. Diferentes configuraciones pueden ser probadas usando señales de entrada auto-generadas, lo que permite al algoritmo inferir los parámetros eléctricos subyacentes. La calibración es realizada por la misma circuitería que opera durante el funcionamiento normal del conversor y no requiere de un circuito o voltaje que actúe como tierra real. Sin embargo depende de los voltajes the threshold de los sub-ADCs de las etapas pipeline, haciéndolo inadecuado para ciruitos donde el error de los sub-ADCs es dominante. El comportamiento de un número de ADCs de 10 bits con una ENOB de 6.3 bits fue simulado y una mejora en resolución entre 2.5 bits para el mejor caso y 1 bit para el peor fue observada.
A combined RRT*-optimal control approach for kinodynamic motion planning for mobile robots
(2016) Busch Hopfenblatt, Nicolás Axel; Torres Torriti, Miguel Attilio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Uno de los desafíos más importantes en la minería subterránea es la planificación de trayectorias para excavadoras y camiones, debido principalmente al escaso espacio disponible para maniobrar y al consumo de combustible. Múltiples métodos para planificación de trayectorias para robots móviles han sido propuestos en las últimas décadas. Gran parte de estos métodos calculan trayectorias que satisfacen un criterio de optimización, pero no consideran la factibilidad de la trayectoria en términos de la dinámica de movimiento del robot. En este trabajo se presentan dos métodos de planificación de trayectorias que combinan el algoritmo de planificación RRT* con la solución de un problema de control óptimo sobre un número finito de subintervalos de una trayectoria poligonal, la cual se deriva del camino encontrado con RRT*. Los algoritmos propuestos consideran el modelo de movimiento del robot en la etapa de planificación, por lo que las trayectorias generadas son dinámicamente compatibles con el robot.
A common-platform approach to the development of training simulators with real-time dynamics
(2009) Gómez Barrios, Cristián Eduardo; Chiang Sánchez, Luciano Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En este trabajo se discuten aspectos teóricos y prácticos de una metodología para el desarrollo de simuladores de entrenamiento y sus aplicaciones para el desarrollo de un simulador hecho a la medida, con un sistema de tutoriales para la enseñanza. Investigaciones recientes han demostrado un positivo efecto en el aprendizaje usando tutoriales en un mundo virtual, con video juegos como asistencia a la enseñanza, pero el desarrollo de nuevos simuladores de entrenamiento o la modificación de uno ya existente generalmente requiere un considerable esfuerzo, tanto de tiempo como de dinero.
A compound real option approach for determining the optimal investment path for residential PV-Storage Systems
(2019) Hassi, Benjamín A.; Reyes Torres, Tomás H.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El uso de sistemas residenciales de almacenamiento fotovoltaico puede producir beneficios económicos para los propietarios y se ha expandido rápidamente en los últimos años. Las grandes incertidumbres con respecto a la rentabilidad de estos sistemas hacen necesario incorporar flexibilidades en sus evaluaciones económicas. Este documento ofrece un nuevo método para evaluar la flexibilidad de tener la opción compuesta de retrasar y ampliar progresivamente la capacidad de módulos fotovoltaicos y baterías durante un tiempo de inversión. La flexibilidad se modela como una opción real compuesta, cuyo valor se calcula utilizando un nuevo método que denominamos Compound Least Square Monte Carlo (CLSM). Aplicamos el modelo a un sistema residencial de almacenamiento fotovoltaico en Chile. Nuestros resultados muestran que un hogar debe invertir en sistemas de almacenamiento fotovoltaico en el 60% de los posibles escenarios futuros. Además, en el 36% de los escenarios futuros, se recomienda dividir la inversión en dos o más etapas. El valor de la flexibilidad compuesta sugiere que los inversionistas deben usar el método CLSM propuesto en la valoración económica de proyectos de múltiples etapas, ya que considerar únicamente la flexibilidad de posponer la inversión podría promover decisiones subóptimas.
A concurrent red black tree.
(2012) Besa Vial, Juan José; Eterovic S., Yadran; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La necesidad de tener estructuras de datos capaces de soportar varios procesos ha crecido con la masificación de los computadores multiprocesadores. Las estructuras de datos concurrentes buscan proveer una eficiencia similar a las estructuras de datos secuenciales permitiendo además el acceso concurrente a varios procesos y proveyendo mecanismos de sincronización transparentemente a esos procesos. Los árboles rojo negros son una importante estructura de datos utilizada en muchos sistemas. Lamentablemente ha sido complejo implementar un árbol rojo negro concurrente eficiente para computadores de memoria compartida.
A family of centrality measures based on subgraph
(2019) Salas Cornejo, Jorge; Riveros Jaeger, Cristian; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Esta tesis introduce las bases teóricas de un nuevo enfoque para las medidas de centralidad sobre bases de datos de grafos. El principio fundamental de este enfoque es simple: mientras más subgrafos relevantes envuelvan a un vértice, más central será dentro de la red. La idea de ”subgrafos relevantes” se formaliza eligiendo una familia de subgrafos que, dado un grafo G y un vértice v en G, esta asigna un conjunto de subgrafos conexos de G que contienen a v. Cualquiera de estas familias define una medida de centralidad al contar la cantidad de subgrafos asignados a cada vértice, i.e, un vértice será más importante para la red si pertenece a más subgrafos dentro de la familia. Se muestran ejemplo de este enfoque, en particular, se propone all-subgraphs centrality, una medida de centralidad que toma en cuenta todos los posibles subgrafos. Se analizan las propiedades fundamentales sobre familias de subgrafos que garantizan propiedades deseables sobre la medida de centralidad. Interesantemente, all-subgraphs centrality satisface todas estas propiedades, mostrando su robustes como noción de centralidad. Finalmente, se prueba la complejidad computacional del conteo de ciertas familias de subgrafos y se muestra un algoritmo de tiempo polinomial para computar all-subgraphs centrality cuando el grafo posee tree width acotado.
A general water consumption predictive methodology for a mining operation in central Chile : seepage, evaporation and mill plant water demand
(2015) Pastén Almendares, Felipe Andrés; Videla Leiva, Álvaro Rodrigo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
A medida que pasa el tiempo, el consumo de agua se ha vuelto más agresivo. Las operaciones mineras y las plantas de procesamiento esperan aumentar sus demandas de agua a lo largo de los años. Con esa idea, se diseñó un modelo general predictivo de consumo de agua combinando factores de recuperación y pérdidas del inventario de agua de los relaves. Los requerimentos y recuperaciones de la planta concentradora se modelan a través de la reconciliación de datos. Las pérdidas de agua se componen principalmente de evaporación e infiltración. La percolación se modela usando columnas de drenaje. La evaporación dentro y fuera de la zona del estanque se modela usando la ecuación de deBruin-Keijman y columnas experimentales. El modelo se valida prediciendo importantes condiciones operacionales.
A global data warehouse for astronomy
(2018) Machin Matos, Javier Ismael; Pichara Baksai, Karim Elías; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
There have been many attempts to gather and integrate numerous astronomical data sources to create a centralized, organized and consolidated database with visualization and analysis add-on tools. Unfortunately, most of those attempts have been inefficient, mainly, because they lack a holistic scheme that allows for heterogeneous data integration, highlevel pre-processing and visualization capabilities within the same structure. In industry, the same problem was tackled back in 1960, where the concept of the Data Warehouse was introduced as the most promising solution for the majority of the organizations. In this paper, we bring Data Warehousing to astronomy in theory and practice. We develop and implement an integrated astronomical Data Warehouse that allows users to visually process and analyze astronomical data in real time, narrowing down exploratory analyses, and providing an active interaction with data. In the current version, we implement a twolayer- based architecture that provides an interactive and user-friendly environment, with advanced visualization capabilities for data manipulation and data mining applied to time domain astronomy.
A level-set method for artificial compressibility with pressure-based residual smoothing
(2017) Carvajal Saavedra, Matías; Escauriaza Mesa, Cristián Rodrigo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Comprender la dinámica de la superficie libre de los fluidos es un aspecto clave en diferentes aplicaciones prácticas como por ejemplo, el proceso de erosión y sedimentación que ocurre en la zona donde una ola revienta. Para lograr un mejor entendimiento de estos fenómenos es importante contar con modelos numéricos precisos y robustos capaces de identificar el movimiento de la superficie libre junto a la dinámica del flujo. En este trabajo nosotros desarrollamos un método explícito, conservativo, en coordenadas curvilíneas generalizadas, de volúmenes finitos que incorpora el enfoque de conjuntos de nivel para simular fluidos incompresibles de dos fases. A diferencia de otros métodos, modificamos el método de compresibilidad artificial (CA) para considerar una densidad y viscosidad variable, en el cual se avanza el tiempo con una metodología de paso de tiempo dual. Para incorporar las propiedades no uniformes nos aprovechamos de la formulación del método de CA con suavizado residual en base a la presión, en el cual el algoritmo diagonal-bloque, usado para resolver el sistema de ecuaciones, es natural y levemente modificado. Demostramos la precisión y robustez del modelo desarrollado simulando casos de referencia que involucran el movimiento de la superficie libre de un flujo, como el caso de un tanque oscilante, una ola lineal progresiva y el problema del rompimiento de presa. En el futuro esperamos aplicar el modelo desarrollado en la zona de rompimiento de una ola donde ocurren importantes procesos biológicos.
A machine learning-based analysis of actual evaporation drivers across different land covers in the chilean andean plateau
(2024) Boada Campos, Javiera Ignacia; Suárez Poch, Francisco Ignacio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La estimación precisa de la evaporación (E) es crucial para la gestión del agua en regiones áridas como el Altiplano chileno. Aquí, E es el principal flujo de salida de agua en cuencas endorreicas, predominando en salares, superficies vegetadas, suelos desnudos con aguas subterráneas poco profundas y lagunas salinas someras. Estimar E es desafiante debido a su naturaleza altamente dinámica, influenciada por procesos atmosféricos y por el tipo de cobertura terrestre. Aunque los algoritmos de aprendizaje automático (ML) han mostrado ser prometedores para entender E, aún no se ha profundizado en cómo la cobertura terrestre afecta las principales variables que predicen E. Este estudio emplea técnicas de ML para determinar los impulsores de E en distintas coberturas evaporíticas del Altiplano. Tres algoritmos de ML fueron evaluados utilizando flujos de E y datos ambientales de campañas de terreno. Random Forest (RF) emergió como el algoritmo más efectivo debido a su mejor rendimiento y menor tiempo de ejecución. Las variables ambientales clave fueron identificadas utilizando el método explicativo SHAP. Los resultados revelaron que E en salares y vegetación están principalmente limitadas por la disponibilidad de energía. El suelo desnudo se ve influenciado tanto por la energía como por la disponibilidad de agua, mientras que la turbulencia mecánica domina sobre las superficies de agua. Al definir umbrales de impacto para los principales impulsores, se demostró la interdependencia entre procesos físicos y estados ambientales en la promoción de E. Finalmente, la sensibilidad del modelo indicó que es posible predecir E con cuatro variables para salares, vegetación y suelo desnudo, y tres para superficies de agua, sin pérdida significativa de precisión. Este enfoque permite establecer una red de estaciones meteorológicas de bajo costo para estimar E en toda la región. Esta investigación mejora la comprensión de cómo las características de la superficie y las condiciones ambientales influyen en E, ofreciendo información valiosa para la gestión efectiva de los recursos hídricos en regiones áridas.
A mixed-integer distribution network planning model using a tight power flow relaxation
(2018) Lobos Rodríguez, Nicolás Eduardo; Negrete Pincetic, Matías Alejandro; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Este trabajo de tesis presenta un modelo de optimización entera-mixta para abordar el problema de planificación de la distribución. El modelo desarrollado considera múltiples aspectos, incluyendo inversiones en alimentadores, subestaciones, y generación distribuida (GD), así como las importaciones de energía desde el sistema eléctrico troncal sobre un horizonte de planificación determinado. La principal característica de este modelo es que representa de forma precisa la fenomenología de los flujos de potencia a través de una relajación poliedral de las ecuaciones del flujo de potencia, basada en una conocida aproximación exterior del cono de segundo orden. Una serie de experimentos computacionales muestra el valor del enfoque propuesto para entender los efectos de la integración de GD, la efectividad del modelo de flujos de potencia empleado, y la eficiencia computacional del modelo de planificación en general.
A multiresolution stability analysis for quantitative magnetic resonance imaging
(2022) Guerra Pérez, Martín A.; Sing-Long C., Carlos A.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Las imágenes cuantitativas por resonancia magnética (QMRI) son una forma de obtencion de imágenes por resonancia magnética (MRI) que, a diferencia de lo que los métodos estándar de MRI buscan, estos métodos apuntan a recuperar parámetros cuantitativos que describan propiedades físicas del tejido involucrado en el proceso de obtención de imágenes médicas. Los métodos que siguen el enfoque de QMRI típicamente buscan aproximar los parámetros de relajación de los materiales magnetizados (mapeos T1 y T2). La principal dificultad en la reconstrucción de estos parámetros está en que con métodos de optimización estándar el problema resultante tiene una alta dimensionalidad y es no convexo. Existen diferentes formas de buscar una aproximación de los parámetros que evitan esta complicación como magnetic resonance fingerprinting (MRF). Aun así, el alto costo computacional de este hacen difícil que sea una solución en el largo plazo. Creemos que se puede modelar el método de reconstrucción tal que la no convexidad no sea mucho problema. Para lograrlo demostramos propiedades fundamentales del mapeo de Bloch y desarrollamos un análisis multirresolución para el enfoque de QMRI, el cual al resolver el problema a diferentes escalas podría evitar el problema de estancarse en un mínimo local. Mas precisamente desarrollamos una aproximación multirresolución de la ecuación de Bloch. Aún así, el problema a resolver sigue estando muy mal condicionado para asegurar una reconstrucción satisfactoria. Nuestros resultados numéricos muestran que incluso la reconstrucción de la variable lineal del problema causa suficientes problemas.
A new TDR-waveform approach capable to estimate soil moisture contents at large electrical conductivity ranges.
(2014) Cristi Matté, Felipe Andrés; Muñoz Pardo, José Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La reflectometría de dominio temporal (Time Domain Reflectometry, TDR) ha sido ampliamente utilizada por la comunidad científica como un método indirecto de medición del contenido de humedad (θ) de los suelos. Esta metodología es capaz de proporcionar observaciones de θ con una alta resolución temporal y con una precisión aceptable. El funcionamiento de esta metodología consiste en la estimación de la constante dieléctrica aparente del suelo (ε), basada en una interpretación de la reflexión de la señal electromagnética (comúnmente denominada “waveform”) emitida por el sensor, para luego relacionar ε con el contenido de humedad del suelo. En suelos eléctricamente conductivos, la señal electromagnética puede verse fuertemente atenuada debido al efecto de la conductividad eléctrica aparente (bulk electrical conductivity, BEC), lo que impide la detección del final de las varillas del sensor, y por lo tanto la estimación de ε, resultando en errores significativos en las mediciones del contenido de humedad. Esta tesis presenta una nueva metodología de interpretación de la onda reflejada del sensor basada en la detección distintas variables que las utilizadas por la metodología tradicional de TDR. Este novedoso enfoque metodología puede extender la aplicabilidad de sensores TDR, duplicando el rango de conductividad eléctrica actual con mediciones precisas y confiables. El nuevo enfoque extiende la aplicabilidad del sensor TDR, doblando el rango actual de conductividad eléctrica con mediciones confiables y precisas de θ. La nueva metodología presentada en esta tesis abre una nueva ventana investigación de las mediciones del contenido.
A Numerical framework to address the inverse problem of estimating Lamé parameters using HDG Runge-Kutta methods
(2024) Cortés Castillo, Pablo; Sánchez Uribe, Manuel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
In engineering, the problem of characterizing the immediate subsoil of the earth’s crust is a subject of extensive research. A common approach for solving this problem is to induce elastic waves from the surface to the underground. So, when the propagating media is not homogeneous, we expect collisions of these waves with inclusions, represented by changes in the Lame parameters ´ (λ, µ) that uniquely determine the composition of the isotropic solid. An inverse problem arises from measuring the elastic waves that propagate back to the surface and compare with some direct model predictions. To address this problem, we rst deliver an accurate numerical characterization of the time-dependent elastic waves by solving the elastodynamics PDE using an HDG nite elements spatial discretization with weak symmetry. We also present several time-marching schemes with different orders of convergence and properties and prove optimal error estimates for every scheme, generating a wide variety of fully-discrete direct solvers. Furthermore, we provide suitable treatment for numerical artifacts, such as the locking phenomenon, and review relevant techniques to perform computational domain truncation, such as PMLs, including a damping term. Finally, we consider the inverse problem of minimizing a mis-t L2 loss between boundary measurements of the ground truth and the forward model numerical solution. We propose a rst-order algorithm that iteratively delivers descent directions by characterizing Frechet derivatives of the loss function in a discrete fashion. ´Moreover, we present a full adjoint analysis of the continuous PDE-restricted optimization problem; this provides a continuous characterization of the second-order information of the Loss function when L2 regularization is included.
A realistic in silico abdominal phantom for quantitative susceptibility mapping
(2022) Silva, Javier I.; Tejos Núñez, Cristián Andrés; Uribe Arancibia, Sergio A.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La aplicación de mapas cuantitativos de susceptibilidad (QSM) ha cobrado un reciente interés en regiones fuera del cerebro, debido a su potencial como biomarcador de sobrecarga de hierro hepático y enfermedad crónica de riñón. No obstante, a diferencia del cerebro, la aplicación de QSM en el abdomen requiere modificar el proceso de reconstrucción para lidiar con las contribuciones adicionales en la señal de fase, provenientes de los gases y el tejido graso. Los trabajos más recientes abordan el problema de las contribuciones de grasa mediante distintas estrategias, pero no evalúan el desempeño de estas ni cómo los errores propagados desde las etapas de pre-procesamiento afectan a los mapas reconstruidos. En este trabajo presentamos un fantoma abdominal de QSM con texturas realistas, el cual puede ser empleado para evaluar y comparar el desempeño de diferentes estrategias de QSM abdominal. Hemos elaborado este fantoma empleando un modelo flexible, que permite emular distintos escenarios de susceptibilidad y contribuciones a la señal de resonancia magnética. A modo de validar su potencial como ground truth, hemos empleado el fantoma para evaluar cómo la estrategia de adquisiciones en fase y la estrategia basada en separación de agua y grasa por Iterative Graph Cuts (ICG) afectan el desempeño de los algoritmos de QSM. Las simulaciones realizadas muestran que el fantoma efectivamente simula valores de susceptibilidad con texturas de apariencia realista, a la vez que presenta una correcta evolución de la señal de fase. Por otro lado, los experimentos de reconstrucción dejan en evidencia el potencial de nuestro fantoma para identificar las fortalezas y debilidades de las distintas estrategias estudiadas, como la tendencia de IGC a propagar errores residuales en regiones con cambios abruptos de susceptibilidad, o la robustez de los métodos de reconstrucción basados en regularización por variación total (TV).
A robotics simulator for python
(2014) Larraín Muñoz, Germán; Torres Torriti, Miguel Attilio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La modelación y simulación de sistemas robóticos es esencial para efectos del diseño y programación de robots, así como para el entrenamiento de operadores. De las herramientas desarrolladas a lo largo de los años, algunas han alcanzado niveles razonables de madurez pero son específicas a robots manipuladores y no incluyen herramientas apropiadas para modelar bases móviles, mientras que otras se centran en bases móviles en espacios planos en 2D pero que no consideran entornos 3D. Otras herramientas pueden integrar modelos ya construidos para simular manipuladores móviles complejos o incluso humanoides pero tienen empinadas curvas de aprendizaje y requieren tiempo y habilidades significativas de programación. La situación es aún más complicada debido a la falta de estándares de simulación y lenguajes ampliamente aceptados entre los desarrolladores de robots, quienes a menudo implementan simulaciones personalizadas específicas a una cierta aplicación u otros aspectos particulares como, por ejemplo, la planificación de movimiento y navegación de robots, diseño y evaluación mecánica, entrenamiento, etc. Sin embargo, la aplicación de robots a tareas cada vez más complejas requiere de herramientas de simulación precisas –pero simples de usar–, modulares y estandarizadas, capaces de describir cosas como la interacción del robot con el entorno (e.g. interacciones efector-objeto, robot-terreno y sensor-entorno). En este trabajo se describe el diseño de una herramienta de este tipo para la simulación físicamente precisa de robots y sistemas multicuerpo. El software, implementado en Python sobre librerías muy respetadas de física y visualización, es de código abierto, modular, fácil de aprender y usar, y puede ser una herramienta valiosa en el proceso de diseño de robots, en el desarrollo de algoritmos de control y razonamiento, así como en docencia y otras actividades educacionales.
A robust lane geometry estimation and tracking approach for driver alert using color and texture segmentation.
(2012) Tapia Espinoza, Rodolfo Antonio; Torres Torriti, Miguel Attilio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Una detección precisa de la pista en tiempo real y bajo un amplio rango de condiciones es una tarea crítica en el control de vehículos autónomos y en sistemas de alerta al conductor. La mayoría de los métodos basados en visión dependen principalmente de algún tipo de análisis del gradiente espacial de la imagen. Sin embargo, una de las desventajas del método basado en gradiente es que si la estructura del camino no es regular y bien delimitada, los bordes pueden no ser fáciles de extraer y otro tipo de características deben ser empleadas. Este trabajo evalúa el uso de características de color y textura como una manera de mejorar la detección de la pista basada en el método estándar de gradiente. Las características de textura son generadas usando un banco de filtros de Gabor y Campos Gaussianos Aleatorios de Markov, mientras que la detección basada en color usa el algoritmo mean-shift para agrupar áreas uniformes. Los resultados obtenidos al probar los métodos propuestos en rutas urbanas muestran que el análisis usando texturas y color puede mejorar la segmentación del camino y la detección de salidas del carril.
A stochastic model for bus injection in a public transport service
(2018) Morales Lazen, Diego; Gazmuri S., Pedro; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Randomness affecting the operation of public transport systems generates significant increments in waiting times. A strategy to deal with this randomness is bus injection, in which buses are kept in specific points along the route ready to be dispatched when an event such as an extremely long headway occurs. In this work, a stochastic model based on the second moment of the headways distribution is developed to determine if one or more buses are worth reserving for injection in a public transport service. A single stop approach is initially used to determine an expression for the optimal headway threshold triggering the injection. Then, a model for the complete service is developed and used to determine when the empty bus should be injected within the headway once the decision to inject it has been taken. We show that the bus should be injected approximately when 57% of the headway has passed. Simulations with real data are used to test the proposed model, proving its accuracy in terms of measuring the impact on waiting times. The results show that reserving a bus to be injected can be better than operating the entire fleet continuously.

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