Úspěšný projekt Lokalizace nevidomých

03
2006 PRAŽSKÁ TECHNIKA
FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ
Úspěšný projekt Lokalizace nevidomých
Výzkumné a vývojové centrum
(RDC, Centrum) bylo založeno jako
sdružení tří partnerů bez právní subjektivity. Partnery jsou Vodafone (dříve Český Mobil), a. s., ČVUT v Praze
a Ericsson s. r. o. Bylo otevřeno 1. března 2001. RDC se nachází v prostorách
katedry telekomunikační techniky
Českého vysokého učení technického
v Praze, Fakulty elektrotechnické,
(ČVUT FEL). Je zde instalován plně
funkční systém GSM, sloužící pro
potřeby řešených projektů, testování
síťových funkcionalit, projektů spolupráce s třetími stranami, demonstraci,
výuce a dalším aktivitám. Vodafone
a Ericsson dále využívají systém průběžně pro potřeby vlastních interních
testů. Centrum rovněž poskytuje zázemí pro výuku předmětů zabývajících se problematikou mobilních
komunikací zejména pro obory telekomunikační technika, radioelektronika, výpočetní technika.
Úlohou RDC je výuka a výzkum
v oblasti nových telekomunikačních
technologií a služeb a vývoj nových
aplikací v oblasti bezdrátových komunikací a jejich implementace v mobilních sítích. Výsledky studentů jsou
oceňovány formou stipendia Vodafone, kterým jsou podporováni studenti,
kteří dosáhli vynikajících výsledků
při řešení projektů v centru.
V roce 2005 na stipendia poskytla
společnost Vodafone celkem 980 000
Kč. V průběhu roku se zúčastnilo práce v centru více než čtyřicet studentů.
Mezi řešenými projekty byly aplikace
a studie možností lokalizace v sítích
GSM, projekt dálkově řiditelné vzducholodi, GPRS kamera, Bluegame
– mobilní hra založená na komunikační technologii bluetooth, projekt
lokalizace nevidomých, šíření multimediálního obsahu v sítích GSM/
UMTS a další.
Mezi úspěšné projekty patří zejména zmíněný projekt Lokalizace nevidomých vedený doc. Jiřím Chodem,
CSc. Řešitelský tým (obr. 1) tvoří dále
doktorandi katedry telekomunikační
techniky Ing. Jiří Svoboda, Ing. Pavel
Mach a student Bc. Miroslav Šafránek.
Cílem projektu bylo ve spolupráci
s organizací nevidomých SONS navrhnout vhodnou koncepci systému
lokalizace na bázi navigačního systému GPS s ohledem na určení polohy
osoby v husté zástavbě a s možností
přenášet data o poloze v reálném čase. Poloha, určená přijímačem GPS,
je předána do centra, zobrazena na
mapě a nevidomý je zpětně (operátorem) hlasově informován o poloze
a případně „veden“ k cílové pozici.
Rovněž je mu možno předat další informace o tom, co se nachází v jeho blízkosti (obchody, školy, úřady, …).
Testovací měření nejen splnila, ale
dokonce předčila očekávání, která
byla do těchto testovacích měření
vkládána. Z reálných měření vyplývá,
že stávající jednotku založenou na
GPS je možno už nyní použít pro specielní případ určení polohy účastníka,
a to s přesností až ± 2,5 m. Zpoždění
při přenosu dat od komunikačních
jednotek uživatele do lokalizačního
centra je 1 sekunda při CSD módu,
zatímco u GPRS módu to jsou 2–3
sekundy.
V rámci projektu bylo také vybudováno zkušební Centrum lokalizace
v organizaci SONS. Dále budou aktivity řešitelského kolektivu zaměřeny
na úpravy na hardwaru a so�waru.
Hardwarové úpravy se týkají zejména
vlastní konstrukce jednotky a její
následné vybavení IP kamerou pro
umožnění přenosu obrazu z místa,
kde se nachází nevidomá osoba do
lokalizačního centra. U so�waru je
potřeba zejména získat lepší mapové
podklady, eliminovat odrazy a odstranit irelevantní data.
Přestože budoucí systémy (Galileo)
umožní podstatně jednodušší a přesnější navigaci než systém stávající GPS,
není důvod proč potřebné skupiny
lidí zatím ponechat bez možnosti
využití služeb systémů lokalizace
polohy a tím snížit jejich vyhlídky
v každodenním životě. Z tohoto hlediska se jeví jako potřebné zavedení
systému do operačního použití s tím,
že budoucí vývoj bude plynule navazovat na systém stávající. Bližší podrobnosti o projektu lze získat na adrese www.rdc.cz, případně www.navage.cz.
Výsledná aplikace se jeví jako společensky i lidsky velmi potřebná a významným způsobem ulehčí postavení nevidomého ve společnosti.
doc. Ing. Boris Šimák, CSc.
vedoucí katedry
telekomunikační techniky
ČVUT v Praze FEL
Řešitelský tým pod vedením doc. Ing. Jiřího Choda, CSc. při práci na projektu
(13)
03
2006 PRAŽSKÁ TECHNIKA
10. jubilejní mezinárodní studentská konference POSTER 2006
Jeden z květnových čtvrtků patří
na Fakultě elektrotechnické již po
řadu let konferenci POSTER. Studenti
doktorského i magisterského studia
mají možnost představit výsledky své
výzkumné práce v oborech, které jsou
na fakultě pěstovány, formou posterových prezentací. Samotné konferenci předchází obvyklý proces recenzního výběrového řízení a tak se studenti mohou, mnozí poprvé, se všemi náležitostmi konference setkat.
V současné době je program rozdělen do sedmi sekcí, kterými jsou (v abecedním pořadí) Elektrotechnika a měřící technika, Energetika, Historie
vědy a techniky, Informatika a kybernetika, Komunikace, Management
a Přírodní vědy.
Dne 18. května 2006 se po registraci účastníci konference sešli v moderně zrekonstruované posluchárně
209, kde jim po úvodním proslovu děkana fakulty prof. Zbyňka Škvora byli
představeni členové hodnotitelských
komisí. Ti během dne hodnotili ve
svých sekcích příspěvky tak, aby bylo možno v 15:30 vyhlásit nejlepší
práce a předat ceny sponzorů. Ceny
v letošním roce poskytly firmy AfroBohemia, Bruel and Kjaer, Hensel,
People Place, Strom Telecom, T Systems, Živnostenská banka, organizace IEEE a její chapter MTT/AP/ED
a Fakulta elektrotechnická ČVUT.
Hlavním sponzorem byla již potřetí
za sebou firma Schneider Electric,
kde mimo peněžních darů předal její ředitel, pan Olaf Koerner, osobní
dar – elektronický diář, Ing. Pavlu
Hlisnikovskému za nejlepší práci
v sekci Energetika. Programovým
(14)
výborem byly oceněny následující
práce:
Sekce Elektrotechnika a měřící
technika
1. Ondřej Pribula: Embedded sensor
for real-time image-based measurement
2. Stefan Fogel, Philipp Hagemann:
A Portable Polygraphic System
for Ambulant Sleep Analysis
3. Hynek Bořil, Petr Fousek: Influence of
Different Speech Representations
and HMM Training Strategies on
ASR Performance
4. Adam Dočekal: Analysis of eddy
current signatures using Fourier
transform
5. Pavel Valoušek: Digital Loudspeaker:
The Experimental Construction
6. Marcelo Herrera: Evaluation of audio
compression artifacts
Sekce Energetika
1. Pavel Hlisnikovský: Current-Type
Indirect Frequency Converter with
Series Resonant DC link Using
Zero Current Switching
2. Petr Moravčík: Symmetric Space
Vector Modulation of Three-Level
Inverter
3.–4. Dragan Litricin: Fuel cells in
power system and their impact
on environment
3.–4. Jan Salinger: The effects of la�ice
imperfections on the electrical
properties of solar cells
Sekce Historie vědy a techniky
1. Vishwas Lakundi: Ultra Wideband
Communications: History, Evolution and Emergence
2. Andy Kupier: Edison’s Tribute to
Motion Picture Technology
3. Klára Horalíková: Czechoslovak
state security and Operative technique
4. Jiří Bareš: Glass Manufacture and
Business in the Jablonec Region
in the Late Nineteenth and Early
Twentieth Century
5. Marika Pourová: Historical Evolution of Microwave Hyperthermia
for Cancer Treatment
6. Jindřich Obst: Development of wind
power plants
Sekce Informatika a kybernetika
1.–2. Michal Šimek: Embedded Operating System for Microblaze
1.–2. Michal Kutil: Flow Optimization
in Transport Networks
3. Tamás Polyák: Robust watermarking
of video streams
4. Jiří Bíba, Jiří Vokřínek: Multi-agent
Contracting and Reconfiguration
in Competitive Environments
using Acquaintance Models
Sekce Komunikace
1. Martin Spiertz, omas Rusert: Central Decoding for Multiple Description Codes based on Domain
Partitioning
2. Volker Gnann: Improving CrossCorrelation Based Delay Estimation
3. Martin Dunkel, G. Alirezaei: Boundary
estimation for the numerical integration of the bivariate normal
density function
4. Patrick Bosselmann: Investigations
on Passive UHF RFID Wave Propagation Using Ray Tracing
03
2006 PRAŽSKÁ TECHNIKA
5. Michal Lucki: Influence of number
of rings on the transmission parameters of Index Guiding Photonic
Crystal Fibers
6. Thomas Edlich: Radio Channel
Characterization for On-Board
Communications in Vehicles
Sekce Management
1. Ota Drahovzál: Supply chain in electroenergetics and real options
2. Ladislav Havlíček: Financing of
liabilities beyond the service life
of nuclear installations
3. Tomáš Chmelík, Pavel Zámyslický:
EU Emissions Trading Scheme
as implemented in the Czech Republic
4. Ondřej Žídek: Effective allocation 3. Jakub Siegel, Vladimír Kotál: Prepaof Government grants for higher
ration of thin metal layers on poutilization of Renewable energy
lymers
sources
4. Holger Fassbinder: Percutaneous
5. Tomáš Vítek: Reservation aggregaimplantable, telemetric pressure
tion system as a framework for
sensor as an earl-warning system
demand prediction
for patients with chronic heart
6. Ondřej Mysliveček: Business process
insufficiency
model as a starting point for tight 5. Aroune Duclos: Multiple Sca�ering
cooperation among organizatiand Infinite Periodic La�ice
ons
6. Jiří Málek: Classification of Medical
Data from Doppler Probe
Sekce Přírodní vědy
1. Alexandre Ritty: Directional Loudspeaker using Parametric array
2. omas Stehle: Specular Reflection
Removal in Endoscopic Images
Cenu IEEE (předplatné časopisu
a členství) získalo spolu s polokošilí nesoucí logo IEEE celkem pět studentů, jmenovitě Marika Pourová,
Jakub Nečesaný, Michal Kutil, Lubomír
Říha a Jiří Málek. Cenu chapteru IEEE
MTT/AP/ED – členství na jeden rok
a literaturu z nakladatelství IEEE
v hodnotě do 5 000 Kč získal Alois
Holub za příspěvek Collinear patch
antenna with microstrip feeding
Příští rok se bude konference
POSTER konat opět, programový
výbor má již připraveny některé
změny, které konferenci ještě dále
zatraktivní.
Libor Husník
předseda organizačního výboru
konference POSTER 2006
Lineární spalovací motor jako hlavní pohonná jednotka hybridních vozidel
Na katedře řídicí techniky FEL
ČVUT se vyvíjí nový, netradiční typ
spalovacího motoru, který je zatím
pracovně nazýván LINEÁRNÍ SPALOVACÍ MOTOR (linear combustion
engine – LCE). V současné době již
funkční vzorek motoru úspěšně pracuje. Na tomto úspěchu mají zásadní
podíl doktorandi Ing. Šindelka, Ing.
Němeček a Ing. Deutsch, jejichž entuziasmus byl motorem našeho projektu.
Základní představu o principu tohoto
motoru ukazuje obr. 1.
Dva písty spojené pístní tyčí spolu s válci na každé straně tvoří dvouválcový, dvoutaktní motor bez klikové hřídele. Písty s pístnicí tvoří volný
systém, který nemá definované po-
lohy horní a dolní úvratě pístů. Pístní
tyč je spojena s rotorem lineárního
motorgenerátoru, který převádí kmitavý pohyb pístní tyče na elektřinu.
Systém pracuje tak, že po stlačení směsi na jedné straně dojde k výbuchu,
kinetická energie expandujících plynů tlačí na píst, pístní tyč je urychlována a lineární generátor přeměňuje
během cyklu kinetickou energii pohyblivé části na energii elektrickou.
Poznamenejme, že na konci zdvihu je
stlačena nová směs v protilehlém válci
a přenos energií musí být ukončen
v přesné poloze, odpovídající horní
úvrati protilehlého pístu. Vzhledem
k tomu, že pohybová soustava je zcela
volná, definované polohy horních
i dolních úvratí musí zaručit elektronický řídící systém a pochopitelně vše
v reálném čase. Při frekvenci kmitů
pístnice (25–150 Hz) by donedávna
řízení se zpětnou vazbou bylo pro
nedostatečný výpočetní výkon zcela
vyloučeno a tak pokus o konstrukci
takového motoru na katedře je do jisté
míry testem, zda současné možnosti
elektroniky a řídící techniky již umožňují realizovat přiměřeně komplexní
algoritmus, nutný pro řízení takového
motoru v reálném čase.
V současné době je na katedře řídicí
techniky FEL ČVUT dokončen a pilně
testován první pokusný model tohoto
motoru označený jako LCE 01. Bližší
technické podrobnosti nalezne čtenář
(15)
03
2006 PRAŽSKÁ TECHNIKA
Obr. 1 Princip činnosti Lineárního spalovacího motoru (LCE)
na adrese h�p://www.lceproject.org
Na obr. 2 je motor LCE 01 na zkušebním stavu v laboratoři.
Projekt Lineárního spalovacího
motoru (LCE) je současně i jednou
z aktivit „Výzkumného centra spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka“ h�p://bozek.cvut.cz/index2.
html. Jedním z prvních výstupů by
mělo být potvrzení skutečnosti, že
vytvoření kompaktní elektronické
řídící jednotky pro tento motor je
po technické i ekonomické stránce
reálné. Současně bude možné i ověření možnosti řízení kvality spalování
a účinnosti termodynamického cyklu
řízením odběru elektřiny během
cyklu.
I když si lze představit mnoho
aplikací tohoto motoru, lze očekávat, že hlavní aplikační oblastí pro
popisovaný motor budou hybridní mickém cyklu). LCE proto nemá režim
vozidla. Pohonná jednotka s lineár- „běhu naprázdno“, který u běžných
ním spalovacím motorem představuje automobilů při hustém provozu města
perspektivní výkonnou, lehkou flexi- představuje zásadní zdroj znečištění
bilní jednotku, která je schopna zajis- ovzduší. Na palubě vozidla bude
tit dlouhodobý konstantní výkon akumulátorová baterie s kapacitou
vozidla. Protože jednotka není mecha- podstatně menší než u elektromonicky spojena s pohybovým systé- bilů. Tato baterie se nabíjí lineárním
mem vozidla, lze si představit i vy- spalovacím motorem během jízdy.
sokou variabilitu umístění jednotky Při pomalých rychlostech v hustém
ve vozidle. Výkon jednotky musí být provozu města baterie postačuje na
takový, aby zajistil definovanou dlou- zajištění pohybu vozidla a LCE je
hodobou požadovanou cestovní vypnut. Teprve při zvýšení rychlostí
rychlost vozidla. Při tom je důležité, nad definovanou mez se spouští LCE.
že lineární spalovací motor (LCE) Vyrobená energie se použije pro mepracuje v režimu konstantní frekvence chanický pohon a současně i pro dokmitů, při které vykazuje nejvyšší ter- plnění energie akumulátorů. Pro
modynamickou účinnost. V opačném akceleraci vozu je k dispozici součet
případě se okamžitě zastavuje. (Vzhle- výkonu LCE a akumulátorové baterie.
dem k tomu, že motor nemá setrvač- To zajistí vysokou akceleraci a naopak
ník, zastavuje v jednom termodyna- při regenerativním brzdění se brzdná
energie ukládá do akumulátorů a je
dále využívána. Předpokládá se, že
při velmi hustém provozu při pomalé
rychlosti pohybu by vozidlo pracovalo téměř výhradně jako elektromobil s nulovými exhalačními limity.
Funkční model slouží pro vývoj
a testování řídících algoritmů a výkonové elektroniky. V současné době
se připravuje nová, zdokonalená varianta toho motoru s integrovanou elektronikou a s předpokladem zástavby
do malého hybridního vozidla.
Obr. 2 Lineární spalovací motor LCE 01 při prvních laboratorních testech
(16)
doc. Ing. Ondřej Vysoký, CSc.
vedoucí projektu
katedra řídicí techniky