Projecte llegit
Títol: Sistema de posicionament mitjançant balises LED infraroges
Director/a: CASAS PIEDRAFITA, OSCAR
Departament: EEL
Títol: Sistema de posicionament mitjançant balises LED infraroges
Data inici oferta: 28-01-2015 Data finalització oferta: 28-09-2015
Estudis d'assignació del projecte:
| Tipus: Individual | |
| Lloc de realització: EETAC | |
| Paraules clau: | |
| UAV, Balises | |
| Descripció del contingut i pla d'activitats: | |
| En l'actualitat, la majoria dels vehicles aeris no tripulats d'ús civil utilitzen els sistemes de navegació per satèl·lit (GPS, GLONASS i BeiDou) per poder-se posicionar; en entorns oberts és un gran sistema, en canvi, en entorns tancats no és una opció vàlida degut a que els edificis bloquen les senyals que envien els satèl·lits. L'objectiu del projecte és crear un sistema de posicionament per a entorns tancats que es pugui instal·lar a dispositius de petites dimensions així com les eines necessàries per poder mostrar els resultats en temps real (interfície web). El sistema ha de tenir una taxa de refresc igual o superior a la dels sistemes de navegació per satèl·lit per tal de poder garantir una navegació fluida. La precisió també ha de ser superior, de l'ordre de pocs centímetres ja que dins dels edificis les distàncies són més crítiques. La solució escollida es basa en agrupacions de balises LED de llum infraroja (waypoints) repartides pel terra de l'entorn, les quals serveixen de referència pel posicionament. Cada agrupació té una distribució de LEDs característica per tal de poder-la distingir de la resta. Els dispositius autònoms les detecten mitjançant una càmera habilitada per captar tan sols la llum infraroja. Llavors a partir dels sensors d'orientació 3D s'obté el balanceig i el capcineig del dispositiu per tal de poder projectar cada balisa capturada a un pla horitzontal. D'aquesta forma no fa falta tenir la càmera perpendicular al terra. Un cop el sistema obté la projecció 2D de les balises, les organitza en diferents grups, els identifica en funció de la distribució a partir dels patrons teòrics emmagatzemats i finalment obté la posició i el rumb. Els resultats obtinguts són prou satisfactoris, la precisió i la freqüència estan dins dels marges acceptables i el cost computacional dels algoritmes és suficientment baix per poder ser executats a la plataforma escollida. Tot i així en determinades situacions lerror pot augmentar per sobre de nivells desitjables. | |
| Overview (resum en anglès): | |
|
Currently most of the civilian available unmanned aerial vehicles (UAVs) use only satellite systems (GPS, GLONASS and BeiDou) to obtain its position. It's a good solution for open spaces but not for indoors because the building walls block the satellite signals. The aim of this project is to create a positional system for indoors and the needed tools to show the results in real time (web interface). It has to require low processing power to be able to run in embedded platforms. The system has to have an update rate equal or higher than the satellite systems in order to warrant a seamless navigation. The precision also has to be superior, in the order of few centimeters because in closed spaces distances are critical. The chosen solution uses groups of infrared LED beacons (waypoints) spread on the ground as a reference for the positioning. Each group has a characteristic LED distribution in order to be differentiable from the rest. The autonomous vehicles detect them using a camera that captures infrared light and blocks the visible light. Then the system uses the orientation sensors to obtain the pitch/yaw of the vehicle in order to be able to project each beacon to a horizontal plane. In this way it's not necessary to keep the camera perpendicularly pointing to the ground. Once the system obtains the 2D projection of the beacons, it organizes them in different groups, it identifies them using stored patterns and finally it obtains the position and the heading. The obtained results are quite satisfactory, the precision and the update rate are inside the desired margins and the computational cost of the algorithms is low enough to be able to run in the chosen platform. Nonetheless in some situations the system error can exceed the desired levels. |
|