Sistema de navegación global aplicado al guiado de un vehículo autónomo terrestre en entornos exteriores parcialmente conocidos

Abstract

En el presente trabajo de tesis doctoral se plantea el diseño y desarrollo de un Sistema Inteligente de Transporte implantado en un vehículo autónomo, para la realización de misiones globales de navegación en entornos exteriores parcialmente conocidos. Como objetivo fundamental, se propone efectuar la aplicación del sistema autónomo de transporte en entornos de carácter industrial, residencial o similares, en el corto o medio plazo. Ello constituye un primer paso hacia la implantación de Sistemas Inteligentes de Transporte en entornos urbanos, lo cual se plantea como un objetivo a muy largo plazo. Por otro lado, este tema de trabajo ha sido poco prodigado en la literatura, ya que la inmensa mayoría de los Sistemas Inteligentes de Transporte existentes en la actualidad, se aplican al guiado o asistencia a la conducción de vehículos en carreteras o autopistas. Para la realización de misiones autónomas complejas en una red de carreteras, propia de entornos industriales y urbanos, se requiere la capacidad tanto de navegar en carreteras como en intersecciones. Por este motivo, se plantea un sistema de navegación global, basado en visión artificial y GPS, compuesto por tareas locales de percepción especializadas en la navegación en carreteras e intersecciones, respectivamente. Como característica fundamental, destaca el hecho de que la tarea dedicada al seguimiento de carreteras debe ser capaz de efectuar la navegación en carreteras no estructuradas (sin líneas pintadas). Este aspecto supone un reto en la actualidad, puesto que los esfuerzos de los diversos grupos de investigación se han centrado mayoritariamente en el seguimiento de carreteras estructuradas (con líneas), especialmente autopistas. La capacidad de navegación global se consigue mediante el diseño de un planificador global, encargado de calcular el camino más corto hasta el punto de destino especificado, y un gestor de tareas que coordina la ejecución de las diversas tareas de percepción necesarias para llevar a cabo misiones autónomas de transporte. De forma adicional, se ha Desarrollado un sistema de visión monocular dedicado a la detección de otros vehículos circulando en el mismo entorno de trabajo. Ello permite dotar al sistema de cierta capacidad reactiva. Finalmente, el sistema completo ha sido probado sobre un vehículo eléctrico comercial, en un circuito privado que emula un entorno urbano. Sobre dicho circuito se han efectuado misiones autónomas de navegación, obteniéndose unos resultados prometedores.