Diseño e implementación de un vehículo terrestre no tripulado

Abstract

[ES] Un vehículo terrestre no tripulado (UGV) es un vehículo que opera en contacto con el suelo y sin tripulación embarcada. Suele disponer de un conjunto de sensores que le ofrecen un conocimiento del entorno y realiza distintas labores, bien guiado por un operador, o con un cierto grado de autonomía. En el presente TFG se propone el diseño e implementación de un UGV estudiando y contemplando las funcionalidades asociadas con dicha tecnología. Para a ello, se plantearán dos arquitecturas alternativas y complementarias atendiendo a distintas funcionalidades deseadas. La primera de ellas, más ligera y económica, utilizará como controlador embarcado una Raspberry PI y un Arduino como apoyo a la misma. En este caso, todo el control se realizará a bajo nivel. La segunda, más robusta y versátil, se basará en el conocido autopiloto de código abierto ArduPilot, instalado en un controlador CUAV V5+ y se hará uso de una estación en tierra compatible con el protocolo MavLink. En ambas propuestas, se resolverá la conexión con el sistema de guido en tierra y se realizará un estudio de viabilidad de los distintos grados de autonomía de los que será capaz de disponer el UGV. Por último, comentar que queda fuera del alcance del trabajo el diseño de los chasis de los prototipos de los UGVs, optando por la compra y adaptación de dos kits comerciales.

[EN] An unmanned ground vehicle (UGV) is a vehicle that operates in contact with the ground and without an embarked crew. It usually has a set of sensors that o er knowledge of the environment and performs di erent tasks, either guided by an operator, or with a certain degree of autonomy. In this Final Degree Project, the design and implementation of a UGV is proposed, studying and contemplating the functionalities associated with said technology. To do this, two alternative and complementary architectures will be proposed according to di erent desired functionalities. The rst one, lighter and cheaper, will use a Raspberry PI as an embedded controller and an Arduino as support for it. In this case, all control will be done at a low level. The second, more robust and versatile, will be based on the well-known ArduPilot open source autopilot, installed on a CUAV V5+ controller and will use a ground station compatible with the MavLink protocol. In both proposals, the connection with the ground guidance system will be resolved and a feasibility study will be carried out on the di erent degrees of autonomy that the UGV will be capable of having. Finally, comment that the design of the chassis of the prototypes of the UGVs is out of the scope of the work, opting for the purchase and adaptation of two commercial kits

[CA] Un vehicle terrestre no tripulat (UGV) és un vehicle que opera en contacte amb el sòl i sense tripulació embarcada. Sol disposar d'un conjunt de sensors que li ofereixen un coneixement de l'entorn i realitza diferents labors, ben guiat per un operador, o amb un cert grau d'autonomia. En el present Treball de Fi de Grau es proposa el disseny i implementació d'un UGV estudiant i contemplant les funcionalitats associades amb aquesta tecnologia. Per a a això, es plantejaran dues arquitectures alternatives i complementàries atenent diferents funcionalitats desitjades. La primera d'elles, més lleugera i econòmica, utilitzarà com a controlador embarcat una Raspberry PI i un Arduino com a suport a aquesta. En aquest cas, tot el control es realitzarà a baix nivell. La segona, més robusta i versàtil, es basarà en el conegut autopilote de codi obert ArduPilot, instal·lat en un controlador CUAV V5+ i es farà ús d'una estació en terra compatible amb el protocol MavLink. En totes dues propostes, es resoldrà la connexió amb el sistema de guiat en terra i es realitzarà un estudi de viabilitat dels diferents graus d'autonomia dels quals serà capaç de disposar el UGV. Finalment, comentar que queda fora de l'abast del treball el disseny dels xassissos dels prototips dels UGVs, optant per la compra i adaptació de dos kits comercials