ROS y algoritmos de navegación para un modelo a escala de un coche autónomo

Abstract

Se dispone de un modelo a escala de un coche, originalmente de radio-control, que ha sido modificado para funcionar como vehículo autónomo. El modelo tiene geometría de Ackermann, esto es, dos ruedas directrices capaces de orientarse para girar trazando círculos diferentes con las ruedas interior y exterior, como los vehículos que conducimos habitualmente, además de dos ruedas motrices. Además de sensores básicos de odometría (codificadores incrementales), en el modelo se ha añadido un módulo monitor de consumo de energía, un receptor para emisora de RC de modelismo, y un controlador Teensy 3,2. Este controlador, se puede programar con el entorno de Arduino, pero es mucho más potente que los controladores clásicos de Arduino, ya que incluye un procesador ARM de 32 bits y casi 100Mhz. Con este TFG, se aborda el diseño e implementación del software para el controlador del vehículo, de manera que éste pueda funcionar autónomamente u teleoperado a alto nivel de forma remota por radio, Además, el diseño de ese software se hará de modo que funcione como un nodo de ROS (Robot Operating Ssytem), de forma que el hardware del vehículo pueda formar parte de un sistema robótico más complejo. Finalmente, para que el vehículo se desenvuelva en su entorno de forma autónoma, se implementaran otros nodos de ROS con algoritmos de percepción y navegación básicos, los cuales pueden estar incluidos en el propio vehículo o en un ordenador exterior que se comunica con él por radio. También se considerará añadir nuevos sensores al robot para la navegación. Una buena referencia para el diseño del vehículo autónomo propuesto es la arquitectura CLEAR (Control Logic for Easy Ackermann Robotization), desarrollada por el grupo de investigación AUROVA de la UA, y que actúa como un módulo genérico para el control de los sistemas mecánicos básicos de un vehículo Ackermann. El hardware de CLEAR se basa una placa Arduino, cuyo software se ejecuta como un nodo de ROS, como se desea en el proyecto.