06/B103
Plataforma abierta de navegación autónoma con arquitectura jerárquica
Autonomous navigation platform with hierarchical and open architecture
Director: IRIARTE, Eduardo Enrique
E-mail: eiriarte@uncu.edu.ar
Co-Director: DISTEFANO, Mario
Integrantes: HAARTH, Roberto; NACIF, Daniel Héctor; VIÑALS, Lucas Germán; APÓSTOLI, Roberto Santiago
Resumen Técnico
Objetivo: El objetivo primario es obtener una plataforma abierta de navegación autónoma con estructura jerárquica, para su abordaje como sistema de planta para investigación, educación y desarrollo de aplicaciones.
Línea de investigación: Estudio de configuraciones mecánicas y lógicas de sistemas existentes, diseño top-down en función de prestaciones básicas deseadas, diseño de la arquitectura física (mecanismos, electrónica, sistemas sensoriales básicos, interfaces de comunicaciones) y lógica (sistemas operativos, protocolos de comunicaciones).
Hipótesis: La experiencia del grupo en el desarrollo de sistemas de Visión Computacional, procesamiento de señales, ultrasonidos, microcontroladores, FPGAs/VHDL, Robótica Móvil, comunicaciones industriales y modelización de procesos puede conjugarse para desarrollar una plataforma de Robótica Móvil de arquitectura abierta en todos sus niveles.
Metodología: Se plantean cuatro líneas de trabajo: Propulsión, Procesamiento, Comunicaciones e Interfaces.
Propulsión evaluará configuraciones mecánicas de robots móviles y sistemas de tracción (motor/driver), y se darán especificaciones mecánicas (modelo cinemático, modelo dinámico, dinámica de actuadores, consumo etc)
Procesamiento evaluará plataformas de hardware y sistemas operativos, procurando que pueda ejecutar algoritmos implementados en ANSI C, y se darán las especificaciones para la implementación de algoritmos.
Comunicaciones evaluará la conectividad externa, previendo su integración a una red de datos para manejo u observación remota. Se especificarán e implementarán los protocolos a utilizar. Las especificaciones que de aquí surjan condicionarán la plataforma de hardware a utilizar.
Interfaces evaluará la comunicación interna de los distintos niveles físicos existentes (sensores, actuadores, controladores locales) y se darán las especificaciones mecánicas (conectores), eléctricas y lógicas (protocolos).
Producto a obtener: Plataforma de navegación autónoma con arquitectura jerárquica y modular, con especificaciones mecánicas, electrónicas, lógicas y de comunicaciones de todos sus módulos físicos y lógicos, para investigación, educación y desarrollo en todos sus niveles (algoritmos de control, sistemas sensoriales, planificación y logística etc)
Sistema de transferencia: Aporte de plataforma de experimentación y documentación para su uso en las asignaturas de las carreras de Ingeniería Industrial e Ingeniería en Mecatrónica (Electrónica General y Aplicada, Construcción Electrónica, Robótica, Instrumentación y Control, etc). Cursos de perfeccionamiento para docentes y profesionales.
Beneficios:
Serán beneficiarios directos estudiantes de grado y posgrado,cátedras y grupos de investigación de la Facultad de Ingeniería.
Summary
Objective: The primary goal is to obtain an autonomous navigation platform, with hierarchical and open architecture, in order to use it as a plant system for research, education and applications development.
Research line: Study of mechanical and logical configurations of current systems, top-down design in terms of main features, design of physical architecture (mechanisms, electronics, basic sensorial systems, communication interfaces) and logical architecture (operating systems, communication protocols).
Hypothesis: The previous team experience in Artificial Vision, signal processing, ultrasonic, microcontrollers, FPGAs/VHDL, Mobile Robotics, industrial communications and process modelling can be joined in order to develop a Mobile Robotics platform with open architecture in all levels.
Methodology: Four main tasks will be accomplished: Motion, Processing, Communications and Interfaces
In Motion Area the mechanical configurations of mobile robots and actuators (motor/driver) will be evaluated. The resulting mechanical features (cinematic and dynamic models, power consumption) will be documented.
In Processing Area hardware and software will be evaluated, focusing in the ability to run algorithms written in ANSI C, and main guidelines for programmers will be written.
In Communications Area external connectivity will be studied, considering networking for monitoring and control purposes. The required protocols will be described and implemented. The selected hardware will have to match the resulting specifications.
In Interfaces Area communication between all levels (sensors, actuators, local controllers, etc) will be studied. Mechanical, electrical and logical features will be documented.
Final product:
An autonomous navigation platform, with modular and hierarchical architecture, with specifications of all modules, for research, education and development in all levels (control algorithms, sensorial systems, planning strategies, logistics etc)
Transfer System:
Contribution with an experimental platform and documentation for its utilisation in pre-graduate courses of Industrial and Mechatronics Engineering (General&Applied Electronics, Electronic Building, Robotics, Instrumentation&Control etc), in post-graduate students works, in training courses for teachers, engineers etc.
Benefits: Pre-graduate and post-graduate students, cathedras, teachers and research teams of our institution.