Sistema de visión para control de posición de un cuatrirrotor

Máster en Nuevas Tecnologías Electrónicas y Fotónicas
Trabajos de Fin de Máster
Propuesta – curso 2013/14
CRÉDITOS: 6 ECTS
TÍTULO: Sistema de visión para control de posición de un cuatrirrotor
DIRECTOR/TUTOR: José Antonio López Orozco y Eva Besada Portas
UBICACIÓN: Dpto. Arquitectura de Computadores y Automática
MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS:
El grupo de investigación ISCAR trabaja desde hace años en la cooperación de vehículos
autónomos en tareas de búsqueda y localización de naúfragos y vertidos contaminantes en el
mar. El grupo tiene patentada una imagen que, ubicada en una plataforma, permite obtener
información sobre la posición relativa del vehículo que lleva la cámara respecto a la
plataforma que contiene la imagen.
El objetivo es implementar un sistema de posicionamiento basado en dicha imagen para
utilizarlo a la hora de estabilizar y aterrizar un cuatrirrotor. Para implementar el sistema se
utilizará una RaspBerry PI, una cámara y el patrón patentado por el grupo. Los algoritmos
implementados deberán contemplar la posibilidad de dificultades en la iluminación, brillos,
enfoque, ángulo de visión, desplazamiento y/o vibración, falsos positivos o visión parcial del
patrón.
Una vez obtenida esa información, se evaluará su funcionamiento dentro del lazo de
realimentación en un control de estabilización y en un control de aterrizaje.
DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO:
Para conseguir los objetivos propuestos se realizarán las siguientes tareas:
1.- Implementación del algoritmo de identificación de la imagen y obtención de la posición
relativa. Se partirá del material desarrollado en el trabajo académicamente dirigido “Sistema
autónomo de identificación y localización de un patrón específico mediante visión por
computador”. En esta fase se deberá aprender a programar la cámara disponible para la
Raspberry PI y adquirir conocimientos básicos de procesamiento de imágenes.
2.- Una vez implementados los algoritmos básicos para la obtención de la posición de la
cámara respecto a la imagen de referencia, se deberán realizar todas las acciones necesarias
para que el sistema de medida sea lo más robusto posible ante fallos en la iluminación, brillos,
ángulo de visión, etc.
3.- Cuando el sistema esté funcionando adecuadamente, se incorporará como elemento de
medida de la posición relativa dentro del lazo de control de un cuatrirrotor para el
mantenimiento de su posición respecto a la figura. Se ajustarán los parámetros cuanto sea
necesario y se encontrará el controlador más adecuado. En esta fase del diseño se utilizará un
modelo de cuatrirrotor disponible y se realizará en simulación.
4.- Se utilizará el sistema de medida dentro del lazo de control encargado del aterrizaje. Esta
fase también se realizará sobre un modelo simulado. Finalmente, se estudiara la posibilidad de
utilizar todo lo desarrollado sobre un cuatrirrotor real.
CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS:
Programación, Control y Robótica.
BIBLIOGRAFÍA:
Manual de referencia de openCV: http://docs.opencv.org/opencv2refman.pdf
Learning OpenCV: Computer Vision with the OpenCV Library, Ed. O'Reilly Media, Inc,
USA. (2008).
OpenCV 2 Computer Vision Application Programming Cookbook. Ed. Packt Publishing.
(2011).
D. Sanchez-Benitez, J. M. de la Cruz, G. Pajares, and D. Gu. Visual Control of a Remote
Vehicle. Proceedings ICIRA 2011.
G. Pajares, J.M. de la Crúz. Visión por Computador. Imágenes digitales y aplicaciones.
Editorial RaMa, 2001.