Sistema de guiado, navegación y control para vehículo eléctrico mediante el uso de sistemas de navegación GNSS y técnicas borrosas

Abstract

Se estima que el incremento de la población mundial y el crecimiento económico provocarán que la demanda de alimentos se multiplicará por dos en un futuro no muy lejano. Para tratar de dar solución a este problema, surge la Agricultura de Precisión (AP), que conforma las técnicas de gestión de cultivos con el fin de maximizar el rendimiento al mismo tiempo que se respeta el medio ambiente. La AP se compone de varias etapas, que implican la recogida de información del entorno (etapa de Percepción), el procesado de dichos datos y la aplicación de los tratamientos adecuados (etapa de Actuación). La primera de ellas juega un papel crucial, ya que si la tierra no se inspecciona con precisión los resultados serán erróneos y, por consiguiente, la intervención sobre el cultivo tendrá deficiencias. Para lograr que la Percepción se lleve a cabo con gran exactitud una posible solución es la automatización de un vehículo terrestre. La navegación autónoma de vehículos es una tecnología que se está desarrollando en la actualidad con el fin de disponer de coches autónomos en las carreteras en aproximadamente 5 o 10 años. Sin embargo, la automatización de la conducción no es solo interesante para vehículos que circulen por carreteras, sino que también juega un papel esencial en el cambio del modelo de gestión de las tierras de cultivo. Partiendo de estos antecedentes, en este Trabajo Fin de Grado se expone una solución para la navegación y el control de la circulación de un vehículo terrestre por una trayectoria rectilínea que emula una línea de cultivo. El método de diseño de la arquitectura de control es mediante técnicas borrosas, que trasladan el conocimiento del comportamiento de un sistema a lenguaje matemático intuitivo. Así pues, se expone el desarrollo de dos controladores, uno que dirige la posición del volante, y otro que controla la velocidad. Posteriormente se analiza su validez mediante el programa Simulink, que permite hacer simulaciones basadas en el sistema real. Por último, se integran dichos controladores en el control de bajo nivel existente en el vehículo mediante el meta sistema operativo ROS y se comprueba su validez en un entorno real.