Arquitectura para sillas de ruedas con guiado autónomo

Resumen

En esta tesis se propone una arquitectura de procesamiento redundante que permite incrementar la seguridad en el control y guiado de una silla de ruedas. Para ello, se proponen distintas estrategias teniendo presente que se trata de un sistema de tiempo real donde la integridad física del usuario puede estar en peligro. La arquitectura se ha diseñado teniendo en cuenta tres ideas fundamentales: modularidad, estructura y funcionalidad configurable, y máxima fiabilidad. Para conseguir la modularidad, se proponen cuatro modos de funcionamiento y se analizan los recursos hardware y software que precisan cada uno de ellos. La propuesta de los modos de funcionamiento se hace considerando que añadir nuevas funciones no suponga la modificación de las ya existentes. Para ello, la funcionalidad de los modos se estructura en tareas concurrentes que son gestionadas por un núcleo de tiempo real, lo que permite añadir nuevas tareas sin modificar las anteriores. Así, el modo básico incorpora el control de velocidad de la silla a través de distintas alternativas de interfaz usuario. Este modo no precisa ningún tipo de información sensorial del entorno y el usuario tiene el control total de la silla. El siguiente modo se implementa añadiendo nuevas funciones al anterior e incorporando sensores de contacto para que, en caso de choque con algún obstáculo, la silla se detenga de forma automática, sin intervención del usuario. El tercer modo dispone de información sensorial del entorno a través de sensores que permiten el seguimiento de trayectorias libres de obstáculos de forma autónoma. Por último, el cuarto modo implementa tareas especiales de maniobrabilidad. Una de las aportaciones más relevantes, es el diseño de una arquitectura de procesamiento configurable. Así, para aumentar la funcionalidad se pueden añadir nuevas tareas a una única plataforma hardware o disponer de varias conectadas en red.