Control de trayectorias en vehículos radiocontrolados

Este miniproyecto está poco definido aún.

Descripción del proyecto

Diseñar un sistema de control para que el vehículo siga una trayectoria, utilizando una webcam como sensor de la posición y "hackeando" los mandos del vehículo RC para controlar los canales de giro y velocidad mediante dos convertidores D/A.

Especificaciones

Puede haber muchas modalidades:

• Definir en el suelo una trayectoria y hacer que la siga sin salirse y lo más rápido posible.
• Definir la trayectoria virtualmente sobre la imagen de la cámara, por puntos.
• Definir una carretera (límites izquierdo y derecho). El coche podría generar referencias óptimas (predictivo) y seguirlas.
• Carreras de coches. Pueden definirse dos trayectorias diferentes (una para cada coche) o puede definirse una sola pista para los dos (mucho más complejo) en la que los coches deben generar referencias automáticas y considerar la posición relativa del otro...

Control

• Se puede fijar una velocidad y controlar sólo la dirección
• Existe la posibilidad de hacer control multivariable (velocidad+dirección). Es no lineal y quizás el problema se vuelve demasiado complejo. Es para alumnos en "modo experto".
• La velocidad estaría directamente relacionada con el ancho de banda. Un aspecto a considerar es la limitación impuesta por el retardo y la frecuencia de muestreo de la webcam (sensor)

Sensor

• Como sensor puede utilizarse una webcam. Existen toolboxes en Matlab que permiten tomar fotos de webcams a ritmos de 5-10 frames por segundo, incluso más. No es mucho, pero puede ser suficiente si los requisitos no se hacen muy exigentes. El tiempo de procesamiento (binarización, cálculo de la posición, calculo de la acción de control) es despreciable respecto al tiempo de adquisición.

• Otra opción es utilizar un ratón inalámbrico como sensor incremental de posición XY. Problemas: demasiado pesado (lleva pilas) y hay que hacer ingeniería inversa del driver para obtener los datos.

Actuador

• Puede utilizarse cualquier tarjeta con al menos dos convertidores D/A. No es necesaria etapa PWM ya que la señal necesaria es de muy poca potencia. Un problema de esta opción es que puede no haber driver para Matlab.

• Otra opción, si no hay disponible tarjeta D/A es hacer una comunicación RS-232 con un DSPIC o tarjeta de microcontrolador y programar éstas para seguir las referencias que se envían por el puerto serie. Esta opción permitiría hacer el control desde Matlab, ya que dispone de funciones para comunicación serie.