Nº REFERENCIA: TIC2001-2392- C03-01 MINISTERIO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DIRECCIÓN GENERAL DE INVESTIGACIÓN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO INFORME DE SEGUIMIENTO DE SEGUNDO AÑO Investigador Principal: Titulo del Proyecto: CAD para seguridad vial basado en sistemas de simulación de la iluminación Organismo: Universidad de Zaragoza Centro: Centro Politécnico Superior Departamento: Fecha de inicio del proyecto: Fecha de finalización del proyecto: Fecha: Conforme el Representante Legal Del Organismo El Investigador Principal Fdo.: Fdo.:
ILMO. SR. SUBDIRECTOR GENERAL DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Paseo de la Castellana, 160. 28071 MADRID A. ACTIVIDADES REALIZADAS Y GRADO DE CONSECUCIÓN DE LOS OBJETIVOS PROPUESTOS 1. Describa las actividades realizadas durante el último año. Indique la producción científica y tecnológica (publicaciones y trabajos enviados, patentes solicitadas, etc.) a que haya dado lugar el proyecto hasta este momento. El proyecto se ha estructurado en 8 paquetes de tareas que son: PT1 Especificación científico-técnica del sistema PT2 Diseño de fuentes de luz PT3 Diseño y manipulación de materiales PT4 Diseño del entorno PT5 Cálculo de visibilidad PT6 Simulación de iluminación PT7 Simulación de efectos psiquico-físicos PT8 Simulador/Realidad Virtual La actividad del grupo de Zaragoza se ha centrado en los paquetes de tareas siguientes: PT3 Diseño y manipulación de materiales y luminarias en conjunto con el grupo de Gerona 1. Tarea Gi-Z-3.2 Se ha desarrollado un software general capaz de diseñar, manipular y evaluar funciones BRDF de cualquier tipo. 2. Tarea Z-Gi-3.4 Se dispone de software que permite una exhaustiva caracterización de métodos de tratamiento de medios participativos y se han implementado herramientas para la edición de especificaciones de modelos de radiación de luminarias artificiales y naturales. PT4 Diseño del entorno Tarea Z4.2 se dispone de una metodología y de las herramientas que permiten realizar el trabajo descrito Herramienta de modelado de una ciudad mediante 3dstudio Max 3.0 sobre Win 32 Formato de intercambio de la geometría entre plataformas Win32 y Linux (Max y Performer): VRML 97. PT6 Simulación de iluminación Tarea Z-6.3 Se dispone de software que permite realizar la simulación del comportamiento de la luz a través de un medio participativo (niebla, humo...). Como método alternativo, cuando se necesita tiempo real, se puede utilizar el potencial ofrecido por hardware gráfico. 2
PT7 Simulación de efectos psiquico-físicos Tarea Z-7.1 Se dispone de software capaz de realizar reproducción de tono para imágenes estáticas. Mapea datos de luminancias de una imagen de alto rango dinámico al rango de luminancias del dispositivo de visualización. Además, de manera opcional se pueden simular tres efectos del sistema visual humano: Pérdida de sensibilidad al color con baja luminosidad Efecto velante de zonas de elevada luminosidad sobre el resto de la imagen Pérdida de agudeza visual con baja luminosidad Para el mapeo de luminancias se pueden utilizar las curvas de sensibilidad al contraste del ojo humano. Para poder aplicarlo, se utiliza como formato de entrada una imagen de alto rango dinámico (HDRI) en formato RGBE. La salida es una imagen mapeada a 0..255 en RGB. Como imágenes de test, se proponen los siguientes escenarios: Conducción nocturna con deslumbramiento (faros de otro coche, farolas...) Conducción nocturna sin deslumbramiento Conducción diurna con deslumbramiento (sol) Conducción diurna sin deslumbramiento Cambios bruscos de luminosidad (entrada o salida de un túnel...) PT8 Simulador/Realidad Virtual Tarea Z8.2. Simulador de conducción. Estado actual Se dispone de software gráfico con las características siguientes: Linux como Sistema Operativo API Performer Herramienta de modelado de la ciudad 3dstudio Max 3.0 sobre Win 32 Formato de intercambio de la geometría entre plataformas Win32 y Linux (Max y Performer): VRML 97. Existen dos versiones para recorrer la geometría: - Versión PC - usuario - Versión PC - plataforma móvil Por el momento se genera una sola imagen; queda por completar la generación del resto de las cámaras. Con respecto al sistema de simulación de la dinámica, no hay detección de colisiones y en tiempo real circula sobre geometría plana. 3
Escenario Se dispone de un trozo de ciudad, las imágenes que se muestran a continuación son del modelo que se tiene. Por el momento no se ha introducido la definición de farolas, señales, etc. 4
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En estos momentos se dispone de un simulador avanzado de vehículos de turismo, con estructura totalmente modular, que posibilita el rápido desarrollo de nuevos simuladores específicos (vehículos pesados, vehículos militares, aplicaciones orientadas al entretenimiento, etc.). Vista frontal del simulador (desprovisto de pantallas de proyección). El esquema de desarrollo del simulador se muestra en la figura siguiente: Cabina del simulador con sensores en volante, pedalier, y caja de cambios Acciones realizadas por el conductor Transformación de señales en datos de entrada para el modelo Posiciones del vehc íulo Aceleraciones y velocidades angulares Posiciones del vehc íulo Longitudes de brazos de la plataforma Esquema de la lógica de funcionamiento del simulador. 6
Los módulos independientes desarrollados son: Cabina del simulador con autómata. La cabina del simulador está configurada a partir de un vehículo de turismo de serie al que se le ha seccionado su mitad posterior para reducir espacio de funcionamiento y peso muerto de la estructura. El vehículo carece también de ruedas y suspensiones, así como de motor, en cuyo lugar se aloja el autómata. El volante, pedalier y caja de cambios están provistos de unos sensores que captan las maniobras que realiza el conductor. Las señales captadas por los sensores son enviadas directamente al autómata y, éste, las transforma en datos de entrada para el modelo de comportamiento dinámico del vehículo. Figura 3. Vista general y detalle del autómata, alojado en el capó del vehículo. Modelo dinámico de vehículo. Este módulo es una representación numérica del comportamiento dinámico de un vehículo completo. El modelo, que toma como datos de partida las acciones del conductor, contiene modelos numéricos de motor, frenos, dirección, caja de cambios, y sistema de suspensión. Los resultados que genera el modelo se dividen en dos grupos. El primer grupo está constituido por las seis coordenadas que determinan la orientación del vehículo en el espacio, las cuales se utilizarán para generar el entorno virtual de conducción. El segundo grupo de resultados, son las aceleraciones y velocidades angulares experimentadas por el vehículo, las cuales se utilizarán para orientar la plataforma dinámica. Módulo de orientación de plataforma. Su misión es la de, a partir de las aceleraciones y velocidades angulares calculadas en el módulo dinámico, determinar cuál debe ser la orientación de la plataforma para que el conductor experimente las mismas sensaciones que experimentaría en un proceso de conducción real. Además, el módulo determina también el estiramiento o retracción que debe conferirse a cada uno de los seis brazos de la plataforma para hacer efectiva la orientación. Servidor TCP/IP y entorno virtual. Para el desarrollo de los escenarios virtuales se ha realizado la previsión de que éstos puedan ser de gran realismo, lo que requeriría una gran capacidad de cálculo. Por este motivo, los cálculos de escenarios se han descentralizado en su totalidad mediante la configuración de 7
un servidor TCP/IP que puede repartir labores de cálculo a diversos ordenadores conectados en red. A partir del módulo dinámico de vehículo, las seis coordenadas que determinan la orientación del vehículo son utilizadas para generar un escenario visto a través de tres cámaras (pueden ser más en un futuro) que ofrecen al conductor un paisaje que abarca 180º de campo visual. El servidor TCP/IP distribuye las seis coordenadas a todos los ordenadores que se encargan de realizar los cálculos de imágenes, las cuales se visualizarán mediante proyectores que se ubicarán en la propia plataforma de simulación y que serán proyectadas sobre unas pantallas colocadas delante del vehículo. Dos vistas de los escenarios virtuales generados. La operativa de los módulos descritos se realiza en tiempo real y a un ritmo de 50-60 ciclos por segundo, de forma que el ocupante del simulador experimente sensación de continuidad en los movimientos. El equipo investigador desea hacer constar que, si bien ha sido concluido el desarrollo total del simulador, no ha sido posible, por causas totalmente ajenas a nuestra voluntad, concluir su montaje definitivo. En concreto, y a día de hoy, falta realizar el anclaje a suelo de la plataforma y realizar la instalación de las pantallas de proyección. El problema se ha originado como consecuencia del retraso experimentado en el traslado del simulador a las nuevas instalaciones sitas en el edificio B del Centro Politécnico Superior de la Universidad de Zaragoza. Arquitectura del simulador La arquitectura que se ha diseñado es la que aparece en la imagen siguiente. El zócalo gris es la plataforma móvil, por lo tanto el coche y las pantallas son solidarias a la plataforma. Los proyectores van colgados del triángulo superior y proyectan hacia el interior de la plataforma. 8
Se tiene ya la plataforma operativa, y el material de la estructura y las pantallas. Se espera tener todo montado con el proyector central para Navidades como muy tarde. 9
2. Si ha encontrado problemas en el desarrollo del proyecto, coméntelos, especificando su naturaleza (de carácter científico, de gestión, etc.), y, en su caso, describa las desviaciones causadas por ellos con respecto a las previsiones de la propuesta original, o que puedan causar a la finalización del proyecto. No hemos encontrado problemas significativos salvo el indicado en el párrafo anterior relacionado con la instalación del simulador. 3. Actividades previstas hasta la finalización del proyecto. Se sigue con el cronograma definido en el proyecto. 10
B. PERSONAL EN EL PROYECTO Nota: Se recuerda que las altas y bajas deben tramitarse de acuerdo con las Instrucciones para el desarrollo de los proyectos de I+D remitidas desde esta Dirección General con la resolución de aprobación del proyecto. En el caso de altas, es necesario adjuntar aceptación del investigador que se da de alta y su CV. 1. En el caso de que la ayuda concedida incluyera una partida para la incorporación de personal con cargo al proyecto, informe sobre la/s incorporación/es realizada/s, especificando nombre, titulación, situación laboral (beca o contrato) y tareas realizadas en el proyecto (adjunte la documentación acreditativa) 2. Indique si se han producido altas y/o bajas en el equipo investigador desde el inicio del proyecto y, en su caso, si han sido ya comunicadas previamente y autorizadas por esta Subdirección General. C. PROYECTOS COORDINADOS (Cumplimentar sólo por el coordinador si se trata de un proyecto coordinado) Describa el desarrollo de la coordinación entre subproyectos en este año, y los resultados de dicha coordinación con relación a los objetivos globales del proyecto. D. RELACIONES O COLABORACIONES CON DIVERSOS SECTORES 1. En caso de que estuviera prevista la participación o respaldo activo por parte de alguna Empresa o Agente socio-económico con interés en el proyecto, indique cómo se está realizando dicha participación, y si se ha producido o tienen prevista alguna transferencia concreta de resultados. 2. Se ha modificado la relación y/o el apoyo de empresa o agente socio-económico previstas a la aprobación del proyecto?. En caso afirmativo, describa las modificaciones concretas. 3. Si el proyecto ha dado lugar a otras colaboraciones o transferencias, descríbalas. E. COLABORACIONES Y PARTICIPACIÓN EN PROGRAMAS INTERNACIONALES 1. Si el proyecto ha dado lugar a colaboraciones con otros grupos de investigación, coméntelas brevemente. 2. Si ha participado en proyectos del Programa Marco de I+D de la UE y/o en otros programas internacionales, en temáticas relacionadas con la de este proyecto, indique programa, tipo de participación y beneficios para el proyecto. F. GASTOS REALIZADOS 1. Indique el total de gasto realizado en el proyecto hasta este momento: 11
Total gasto de la anualidad ( ) Total gasto acumulado desde el inicio del proyecto ( ) Personal Otros costes de ejecución: TOTAL GASTO REALIZADO Describir brevemente el material inventariable adquirido: 2. Comente brevemente si ha habido algún tipo de incidencia en este apartado, indicando si ha sido comunicada previamente y autorizada por esta Subdirección general. 3. En caso de que exista algún remanente de consideración en alguno de los capítulos, indique las previsiones de gasto. CON ESTE INFORME DEBERÁ ADJUNTARSE: Organismos sujetos al control del Tribunal de Cuentas y de la Intervención General de la Administración del Estado: - Certificado de la Gerencia o Servicio de Contabilidad de la entidad participante (nombre, cargo, fecha, firma y sello) en el que se especifiquen los gastos efectuados, incluidos los costes indirectos, desglosados en: personal, costes de ejecución, costes indirectos y, en su caso, dotación adicional. Entidades restantes: - Certificado de la Gerencia o Servicio de Contabilidad de la entidad participante (nombre, cargo, fecha, firma y sello) en el que se especifiquen los gastos efectuados, desglosados en: personal, costes de ejecución, y, en su caso, costes indirectos y dotación adicional. Asimismo, se presentarán los justificantes originales de los gastos realizados. 12