NUEVOS ESQUEMAS DE DETECCIÓN BASADOS EN EL USO DE PREDICCIÓN NO LINEAL: APLICACIÓN A LA DETECCIÓN DE INCENDIOS EN GRANDES ÁREAS

Autor: BERNABEU SOLER PABLO ANDRÉS
Año: 2001
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN
Director: VERGARA DOMÍNGUEZ LUÍS
Tribunal: ALBIOL COLOMER ANTONIO , LÓPEZ FERRERS FRANCISCO , ROSA ZURERA MANUEL , MILLET ROIG JOSÉ , IGUAL GARCÍA JORGE
Resumen de la tesis

En esta tesis se han propuesto nuevos esquemas de detección basados en el uso de predicción no lineal, con el fin de aplicarlos a detección de incendios en grandes áreas. Estos esquemas han sido verificados con datos reales obtenidos por medio de un sensor infrarrojo situado en un área montañosa en las proximidades de Alcoi, a partir de los datos se han construido tres bloques de información (A, B y C). El objetivo, en concreto, se centra en determinar la capacidad para resolver en un ruido de fondo entre dos situaciones: fuegos reales y alarmas indeseadas, lo que implica el basar la detección sobre un vector (vector de decisión). Para la validación de los esquemas propuestos hemos realizado diferentes simulaciones que modelan los dos tipos de señales presentes: fuegos crecientes y las diferentes alarmas indeseadas (efectos ocasionales) con las que nos podemos encontrar en una situación real. A partir de un esquema básico de predicción-detección, caracterizado por dos partes principales: la primera corresponde a la etapa de predicción (del tipo lineal) y la segunda a la etapa de detección (del tipo filtro adaptado al subespacio de señal), hemos verificado la viabilidad de dicho esquema. A continuación en la tesis se presentan mejoras sobre el esquema inicial. La primera, el interés de incluir no linealidades en el diseño del predictor, debido fundamentalmente a que los datos no presentan una distribución Gaussiana. En la tesis se presenta la estructura de Wiener como esquema para construir el predictor no lineal. La segunda, la necesidad de incluir el denominado detector de crecimiento para poder distinguir entre tendencias crecientes (posibles fuegos) y decrecientes (posibles alarmas indeseadas). En el diseño de la estructura de Wiener (caracterizada por una parte lineal más una parte no lineal) hemos desarrollado dos técnicas para caracterizar la no linealidad: el método directo y el de aproximación polinómica. La parte lineal ha sido diseñada aplicando la ecuación de Wiener-Hopf, pero con el fin de conseguir mejores prestaciones hemos presentado una técnica para evaluar la cota mínima del error de predicción alcanzable por un predictor lineal, a partir de la cual, el sistema automáticamente debe decidir entre incluir filtros IIR o FIR en su diseño. Al mismo tiempo, hemos presentado un procedimiento para que el sistema por sí sólo sea capaz en el proceso de calibración de decidir cuándo conviene o no incluir la no linealidad en el predictor: Hemos caracterizado aplicando un criterio conservador, debido a la posible no estacionaridad de los bloques de información, una técnica para que el sistema seleccione el órden adecuado (N) del predictor, una vez fijado por razones de retardo en la toma de decisión el número de barridos en los que basar la detección (D). La parte de detección ha sido mejorada incluyendo junto al filtro adaptado al subespacio de señal el detector de crecimiento, de esta forma hemos eliminado las alarmas indeseadas provocadas por tendencias decrecientes que por sí sólo no es capaz de eliminar el detector adaptado al subespacio de señal. Por último se han analizado las alarmas impulsivas, verificando como la combinación conjunta de ambos detectores resuelve la mayoría de las perturbaciones que éstas pueden llegar a provocar.
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