DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE SEGUIMIENTO DE UN ROBOT MÓVIL

Abstract

[ES] El presente trabajo tiene como objetivo el diseño del sistema de seguimiento de un robot móvil que servirá como plataforma de pruebas simplificada para vehículos autónomos. Para ello se utilizarán dos robots, los cuales dispondrán de cuatro ruedas cada uno (dos para la tracción y dos para el control de la dirección). Además, estarán equipados con diferentes sensores que permitirán obtener los parámetros de seguimiento. El primer robot utilizará una Raspberry Pi como unidad central de procesamiento y control. Se encargará de seguir una determinada trayectoria, detenerse cuando sea necesario y detectar los semáforos dispuestos en el circuito gracias al empleo de técnicas de visión artificial. Para conseguir estos objetivos se utilizarán distintos algoritmos de control gracias al lenguaje de programación Python y las librerías OpenCV y NumPy, que utilizaremos para realizar el procesamiento de las imágenes. El segundo robot, equipado con un Arduino como unidad central de procesamiento y control, deberá seguir al primer robot, manteniendo además una determinada distancia, y parando y volviendo a ponerse en marcha en función del comportamiento del primer robot. El lenguaje de programación en este caso será C++. El TFG tiene un carácter interdisciplinar, abarcando varios campos estudiados en el grado y algunos nuevos e implicará el aprendizaje de ciertas herramientas necesarias para el desarrollo del proyecto. Por lo tanto, se adquirirán competencias específicas en electrónica, programación, control y técnicas de visión, entre otras, y otras competencias de carácter transversal como el trabajo autónomo, la creatividad y la toma de decisiones.

[EN] This project consists on the design of a guiding system of a mobile robot which will be used as a simplified testing platform for autonomous vehicles. We will use two robots, with four wheels each one (two wheels for rear wheel drive and the other two for steering control). Also, they will be equipped with some sensors which will allow them to obtain tracking parameters. The first robot will use a Raspberry Pi as central processing and control unit. It will guide the car to follow a predetermined track, to stop when required and to detect traffic lights located in the circuit thanks to the use of computer vision techniques. To reach these objectives, we will use some control algorithms programmed in Python, that includes the use of OpenCV and Numpy libraries, which contain different image processing algorithms. The second robot, equipped with an Arduino as central processing and control unit, must follow the first one, maintaining a proper distance separation, stopping and getting back on track according to the Raspberry Pi¿s performance. The programing language used will be C++. This project has an interdisciplinary character, including several fields of study from the degree, and some new, including the learning of certain tools required for the project¿s development. Therefore, we will acquire specific knowledge in electronics, programming, control and computer vision techniques, etc. Also, some transversal competences learned are autonomous work, creativity and decision making.

[CA] El present treball té com a objectiu el disseny del sistema de seguiment d’un robot mòbil que servirà com a plataforma de proves simplificada per a vehicles autònoms. S’utilitzaran dos robots, els quals disposaran de quatre rodes cadascun (dos per a la tracció i dos per al control de la direcció). A més, estaran equipats en diferents sensors que permetran obtindré els paràmetres de seguiment. El primer robot utilitzarà una Raspberry Pi com a unitat central de processament i control. S’encarregarà de seguir una determinada trajectòria, parar-se quan siga necessari i detectar els semàfors ficats al circuit gràcies a l’ús de tècniques de visió artificial. Per aconseguir estos objectius, s’empraran algoritmes de control gràcies al llenguatge de programació Python i a les llibreries OpenCV i Numpy, que utilitzarem per realitzar el processament d’imatges. El segon robot, equipat en una Arduino com unitat central de processament i control, deurà seguir el primer robot, mantenint una determinada distància, i parant i tornant a ficar-se en marxa en funció del comportament del primer robot. El llenguatge de programació en este cas és C++. El TFG té un caràcter interdisciplinari, incloent nombrosos camps estudiats en el grau i alguns nous, implicant l’aprenentatge d’eines necessàries per al desenvolupament del projecte. Per tant, s’adquiriran competències específiques en electrònica, programació, control i tècniques de visió, entre d’altres, i també competències de caràcter transversal com el treball autònom, la creativitat i la presa de decisions.