Interfaz de percepción, comunicaciones y movimiento de una cámara para un vehículo terrestre no tripulado

Abstract

El objetivo principal de este trabajo de fin de grado es estudiar la viabilidad de un sistema de percepción y control para un vehículo terrestre no tripulado, también llamado UGV, con comunicación por video con baja latencia en un entorno real. La idea surge debido a una necesidad concreta del ejército de tierra para realizar determinadas tareas que pueden ser automatizadas o realizadas de forma remota con notables ventajas. La aplicación desarrollada llamada “VamtaController” se ha desarrollado en C++ usando librerías propias y de terceros. Se ha creado un driver basado en Microsoft Direct Input para poder interactuar con los periféricos que controlaran la cámara y el vehículo. Este driver es funcional para cualquier periférico con la certificación Microsoft lo cual permite poder elegir entre un rango más amplio de dispositivos. Los periféricos que se han usado son un volante SpeedLink Drift O.Z con giro de hasta 180º y la palanca de aceleración de un “flight stick” en concreto el T Flight Hotas X. En el apartado del sistema de visualización el vehículo estará dotado de un sistema de estabilización y movimiento de cámara basado en el microcontrolador Basecam con motores DYS. Se ha desarrollado una librería propia para poder trabajar con este microcontrolador de una forma más sencilla. En cuanto a la emisión de video, se ha escogido una solución comercial llamada “Connex” de "Amimon”, debido a que la latencia en el sistema es un punto crítico. La comunicación entre el vehículo y el centro de control utiliza un sistema de comunicación vehicular basado en una conexión inalámbrica en la frecuencia de 5.9 GHz. Por otra parte, los ordenadores tanto el de a bordo como el maletín del puesto control son ordenadores “ruggerizados” de altas prestaciones. Para llevar a cabo este trabajo se realizaron las pruebas en un vehículo todoterreno VAMTAC S3 del ejército de tierra de español. Las zonas de prueba fueron campos de prueba del ejército en “La Marañosa” y las pistas de prueba del INSIA e INTA.
Abstract:
This final thesis aimed to study the viability of a “perception and control system for an unmanned ground vehicle, whose acronym is UGV, with low latency communication in a real environment”. The idea was get due to a specific need from the Spanish ground army to realize specific task that could be automatized or realized remotely with several advantages. The software is called “VamtaController” and it was developed in C++ using own developed and third party libraries. A driver based on Microsoft Direct Input was created to interact with the peripherals that will control the camera and the vehicle. This driver works with all peripherals with a Microsoft certification. This allows to use a wide range of peripherals. For this thesis we use an SpeedLink Drift O.Z steering wheel with 180 degree turn and throttle lever from a T-Flight Hotas X flight stick. The vehicle visualization system will incorporate movement and image stabilization based on the Basecam microcontroller with DYS motors. A specific library was developed to make easier the communication with this microcontroller. The video will be broadcasted using a commercial solution called Connex from Amimon due to the low latency that is a systems critical point. The communication between the vehicle and the command centre will be based on a vehicular communication system of 5.9GHz. In the other hand, the computers used for the vehicle and the command centre are ruggedized high performance computers. To carry out this project the test will be realized on a Vamtac S3 vehicle from the Spanish ground army. The real environment test zones will be the INSIA and INTA test tracks and the test fields from the “La Marañosa” a Spanish ground army base.