Diseño e implementación de múltiples interfaces para el control remoto de un vehículo y del sistema de visión embarcado

Abstract

[ES] En el trabajo adjunto se presenta un proyecto de diseño e implementación de un sistema automatizado de reconocimiento de matrículas de vehículos controlado remotamente. Dicho sistema tiene como objetivos principales la localización y el reconocimiento de un vehículo conforme a su placa de matrícula en un espacio amplio, además de disponer de otras funcionalidades adicionales, como la vigilancia, por ejemplo. El proceso de reconocimiento se realiza mediante una plataforma móvil, controlada remotamente, con capacidad de visión por ordenador y transmisión de video en tiempo real al puesto de control. Para la comodidad del usuario, se ofrecen distintas formas de controlar la conducción de la plataforma, que pueden ser usadas en distintas condiciones del terreno o según las preferencias personales del operador. Dichas opciones son compuestas por los siguientes periféricos de entrada: control por mando, basado en movimientos y basado en control táctil. En el primer caso se trata de un controlador de videojuegos y los dos siguientes son provistos por un teléfono inteligente. Las señales de control se transmiten al sistema instalado a bordo del vehículo, que realiza tres funciones: el envío del video capturado por la cámara montada en el vehículo al operador en tiempo real, reconocimiento de matrículas y reenvío de señales de control recibidas al controlador empotrado encargado de mover el vehículo. En el apartado hardware, el vehículo es formado por un chasis de un coche de radiocontrol con una placa computadora (Raspberry Pi 2) con los siguientes periféricos conectados: módulo WiFi, que proporciona conectividad, una cámara conectada al puerto CSI que se encarga de transmitir el video capturado, otra cámara conectada al puerto USB que se encarga del reconocimiento de matrículas y, finalmente, un microcontrolador (Arduino), que se encarga de controlar el motor eléctrico propulsor y el servomecanismo que sirve para contolar la dirección. Todo el sistema es alimentado por dos baterías de ion-litio que constituyen tres fuentes de energía independientes que alimentan por separado a los componentes que más energía requieren: Raspberry Pi y sus periféricos, el motor principal y el servomecanismo. Este hardware es gobernado por una serie de programas que se ejecutan en la propia placa computadora, el microcontrolador conectado a esta y un ordenador conectado a la misma red. Estos programas intercambian mensajes para transmitir información y notificar distintos cambios de estado en el que se encuentra el sistema

[EN] The following work presents a design and implementation of an automated system with optical vehicle license plate recognition and remote operation capabilities. The objectives of this system are location and recognition of vehicles in wide spaces, as well as offering other features, such as surveillance, for example. The optical recognition is performed by a remotely controlled mobile platform with computer vision capabilities and live video streaming to the operator screen. Several control options are offered for user convenience, which may be useful in different environments or could being chosed according to user´s personal preferences. These options are composed by the following input peripherals: controller-based, motion-based and touch-based controls. In first case the peripheral is a high performance gamepad and latter options are provided through software executed on a smartphone. The control signals are transmitted to the system installed on board of a vehicle, which performs three functions: real-time live streaming of the video captured by the camera mounted on top of the vehicle to the user, optical license plate recognition and forwarding of control signals to the embedded microcontroller, which is responsible of the movement of the vehicle. The hardware part of the project is composed by the radio-controlled car chassis with a single-board computer (Raspberry Pi 2) with the following peripherals: WiFi module, for communications, main camera connected to the CSI port for video streaming, secondary camera connected to the USB port for the license plate recognition and a microcontroller (Arduino) which is used for control the electric motor, which propels the vehicle and the servomotor, which provides the vehicle with steering. The system is powered by two ion-lithium batteries, which form three independent energy sources used by the most energetically demanding components: Raspberry Pi and its peripherals, the main electric motor and the servomotor. The hardware is controlled by a set of programs which run on the main computing board, connected microcontroller and a computer connected to the same network as the Raspberry Pi. This programs exchange messages in order to transmit information and notify each other about the current system state.