Diseño e implementación del control de un coche autónomo con comunicación externa

Abstract

Aquest projecte es centra en el disseny i la implementació del control d’un vehicle autònom i en la comunicació entre aquest i un ordinador. Addicionalment, de manera independent, s'hi inclou el control manual amb un comandament extern Bluetooth. El principal objectiu és aconseguir desenvolupar un òptim algorisme capaç de manipular l'automòbil amb la finalitat de recórrer un circuit, acotat per dues línies, sense sortir-se'n i de manera completament autònoma. D'aquesta manera, es fa servir un sistema ultrasònic de navegació idoni per a la localització del vehicle en un pla 2D. Mitjançant un ordinador extern es processa la informació captada i es realitzen una sèrie de càlculs per tal de determinar la velocitat i la direcció pertinents. Per acabar, s'envien els resultats a una Raspberry Pi 4 Model B que s'encarrega d'actuar sobre els motors per obtenir el moviment desitjat. Cal destacar que tant els codis programats com la comunicació entre la Raspberry Pi i l'ordinador s'implementen en ROS (Robot Operating System), mitjançant el llenguatge de programació d'alt nivell Python.

El presente proyecto se centra en el diseño y la implementación del control de un vehículo autónomo y en la comunicación entre éste y un ordenador. Adicionalmente, de manera independiente, se incluye el control manual con un mando externo Bluetooth. El principal objetivo es lograr desarrollar un óptimo algoritmo capaz de manipular al automóvil con la finalidad de recorrer un circuito, acotado por dos líneas, sin salirse y de manera completamente autónoma. Para tales efectos, se emplea un sistema ultrasónico de navegación idóneo para la localización del vehículo en un plano 2D. Mediante un ordenador externo al vehículo se procesa la información captada y se realizan una serie de cálculos con el fin de determinar la velocidad y la dirección pertinentes. Por último, se envían los resultados a una Raspberry Pi 4 Model B, a bordo del vehículo, que se encarga de actuar sobre los motores para obtener el movimiento deseado. Destacar que tanto los códigos programados como la comunicación entre la Raspberry Pi y el ordenador se implementan en ROS (Robot Operating System), mediante el lenguaje de programación de alto nivel Python.

This project focuses on the design and the implementation of the control of an autonomous vehicle and the communication between it and a computer. Additionally, manual control is included with an external Bluetooth control. The main objective is to develop an optimal algorithm capable of manipulating the automobile in order to follow a track, bounded by two lines, without diverting and completely autonomously. In this way, an ultrasonic navigation system is used with the purpose of locating the vehicle on a 2D plane. An external computer processed the information captured by the sensors, executing the implemented algorithm so as to determine the relevant speed and direction. Finally, the results are sent to a Raspberry Pi 4 Model B on board the vehicle, which is responsible of acting on the motors to obtain the desired movement. The programmed codes and the communication between the Raspberry Pi and the computer are implemented in ROS (Robot Operating System), using the high-level programming language Python.