Investigación y desarrollo de un sistema de navegación autónoma de un
vehículo guiado por imágenes del entorno y técnicas de visión robótica con
heurísticas de inferencia y control difuso tipo 2.
En un sistema de
navegación automática se dispone básicamente de un vehiculo que no requiere de
un operador para navegar y cumplir con sus tareas. Dicho sistema debe contar
con alguna heurística de control que le permita tomar las decisiones adecuadas
para su desplazamiento automático y las demás tareas para las que haya sido
concebido. Algunas de las áreas en donde
los vehículos autónomos están siendo aplicados con éxito son: Exploración
espacial, manejo de explosivos, plantaciones de arroz y diversos tipos de
vehículos utilizados en la agricultura, transporte automático en áreas urbanas,
sistemas de seguridad, así como exploración en sitios de riesgo para el ser
humano, tales como minas, exposición a vapores tóxicos o manejo de explosivos.
En la actualidad existe una gran variedad de vehículos autónomos, con clasificación
y categorías diversas en función de sus características. Algunas de las
categorías descritas en la literatura son: Nivel de autonomía, método de
adquisición de datos, método de localización, tareas, técnicas de
desplazamiento, método de control, etc. En este proyecto de tesis se plantea la
continuación de un trabajo realizado previamente [1],
consistente en la navegación automática de un pequeño auto de control remoto a
través de un circuito cerrado, conectado inalámbricamente
a una computadora portátil. El vehiculo esta equipado con una cámara de video
que envía en tiempo real en forma inalámbrica, la señal de video de las escenas
del camino visualizadas desde su perspectiva por el vehiculo en movimiento. El
flujo de datos correspondiente a dicha señal de video, es recibido y procesado
en la computadora, la cual genera las señales que son aplicadas a través de una
interfaz al control remoto del vehiculo, cerrando así el lazo de control. Se
propone la incorporación de técnicas de control difuso tipo 2 para el
tratamiento de incertidumbre e imprecisión en ambientes no controlados, así
como control neurodifuso orientado a la mejora en el
desempeño del sistema, con heurísticas de control para el esquivamiento de obstáculos y algunas otras tareas.
La primera etapa
consiste en la adquisición de imágenes en tiempo real a través de MATLAB con
una videocámara, el preprocesado de estas imágenes con operaciones morfológicas,
y el sistema de inferencia y control difuso de un par de motores, para mantener
la cámara apuntando hacia un objetivo formado por el dibujo de un par de líneas
que semejan las orillas del camino. Se propone hacer la simulación del control
difuso usando el paquete Fuzzytech.
La segunda etapa
consiste en la incorporación de control difuso tipo 2 al sistema anterior.
La tercera etapa
consiste en la incorporación del trabajo anterior al sistema de navegación automático,
con el vehiculo conectado en forma inalámbrica a la computadora.
El caso ideal es
completar las tres etapas, sin embargo si se presentaran problemas seria factible cerrar el proyecto en alguna etapa
anterior.
Otro tema de tesis
(paralelo al descrito en esta propuesta) es la implementación del control
difuso usando un FPGA y la simulación.
[1] Juan
Manuel Ramírez, Pilar Gómez-Gil, Filiberto López Larios, “A Robot-vision System
for Autonomous Vehicle Navigation
with Fuzzy-logic Control using Lab-View”, Cuarto Congreso de
Electrónica, Robótica y Mecánica Automotriz, CERMA 2007, pp. 295-300,
Cuernavaca, Morelos, 2007.