Localization and navigation in an autonomous vehicle - Ferreira, Leandro (2014)
A área da condução autónoma tem sido palco de grandes desenvolvimentos nos últimos anos. Não só se tem visto um grande impulso na investigação, existindo já um número considerável de carros autónomos, mas também no mercado, com vários sistemas de condução assistida a equipar veículos comercializados. No trabalho realizado no âmbito desta dissertação, foram abordados e implementados vários tópicos relevantes para condução autónoma. Nomeadamente, foram implementados sistemas de mapeamento, localização e navegação num veículo autónomo dotado de um sistema de locomoção Ackerman. O veículo é capaz de construir o mapa da pista e de usar esse mapa para navegar. O mecanismo de mapeamento é supervisionado, no sentido em que o veículo tem de ser remotamente controlado de modo a cobrir a totalidade da pista. A localização do veículo na pista é realizado usando um filtro de partículas, usando um modelo de movimento adequado ao seu tipo de locomoção. O planeamento de percurso faz-se a dois níveis. A um nível mais alto, definem-se pontos de passagem na pista que estabelecem o percurso geral a realizar pelo veículo. A definição destes pontos está diretamente relacionada com a concretização de tarefas impostas ao veículo. A um nível mais baixo, o percurso entre pontos adjacentes anteriores é detalhado numa sequência mais fina de pontos de passagem que tem em consideração as limitações do modelo Ackerman da locomoção do veículo. A navegação é adaptativa, no sentido em que se adequa à existência de obstáculos, entretanto detetados pelo sistema sensorial do veículo. O sistema sensorial do veículo é essencialmente baseado num dispositivo com visão RGB-D (Kinect) montado num suporte com dois graus de liberdade (pan&tilt). Este sistema é usado concorrentemente para ver a estrada e os obstáculos que nela possam existir e para detetar e identificar sinais de trânsito que aparecem na pista. A aquisição e processamento dos dados sensoriais e a sua transformação em informação (localização do veículo na pista, deteção e localização de obstáculos, deteção e identificação dos sinais de trânsito) foi trabalho realizado pelo autor. Um agente de software foi desenvolvido para gerir o acesso concorrente ao dispositivo de visão. O veículo desenvolvido participou na Competição de Condução Autónoma, do Festival Nacional de Robótica, edição de 2013, tendo alcançado o primeiro lugar.