Localização e navegação de um veículo de condução autónoma

摘要

A área da condução autónoma tem sido palco de grandes desenvolvimentos nosúltimos anos. Não só se tem visto um grande impulso na investigação, existindo jáum número considerável de carros autónomos, mas também no mercado, com váriossistemas de condução assistida a equipar veículos comercializados.No trabalho realizado no âmbito desta dissertação, foram abordados e implementadosvários tópicos relevantes para condução autónoma. Nomeadamente, foramimplementados sistemas de mapeamento, localização e navegação num veículoautónomo dotado de um sistema de locomoção Ackerman. O veículo é capaz deconstruir o mapa da pista e de usar esse mapa para navegar.O mecanismo de mapeamento é supervisionado, no sentido em que o veículo tem deser remotamente controlado de modo a cobrir a totalidade da pista. A localizaçãodo veículo na pista é realizado usando um filtro de partículas, usando um modelo demovimento adequado ao seu tipo de locomoção. O planeamento de percurso faz-sea dois níveis. A um nível mais alto, definem-se pontos de passagem na pista queestabelecem o percurso geral a realizar pelo veículo. A definição destes pontos estádiretamente relacionada com a concretização de tarefas impostas ao veículo. A umnível mais baixo, o percurso entre pontos adjacentes anteriores é detalhado numasequência mais fina de pontos de passagem que tem em consideração as limitações domodelo Ackerman da locomoção do veículo. A navegação é adaptativa, no sentidoem que se adequa à existência de obstáculos, entretanto detetados pelo sistemasensorial do veículo.O sistema sensorial do veículo é essencialmente baseado num dispositivo com visãoRGB-D (Kinect) montado num suporte com dois graus de liberdade (pan&tilt).Este sistema é usado concorrentemente para ver a estrada e os obstáculos quenela possam existir e para detetar e identificar sinais de trânsito que aparecem napista. A aquisição e processamento dos dados sensoriais e a sua transformação eminformação (localização do veículo na pista, deteção e localização de obstáculos,deteção e identificação dos sinais de trânsito) foi trabalho realizado pelo autor. Umagente de software foi desenvolvido para gerir o acesso concorrente ao dispositivo devisão.O veículo desenvolvido participou na Competição de Condução Autónoma, doFestival Nacional de Robótica, edição de 2013, tendo alcançado o primeiro lugar.