Universidade de Aveiro
Engenharia Mecânica
ATLAS III
Um Robot com Visão Orientado para
Provas de Condução Autónoma
Rui Cancela
Miguel Neta
Miguel Oliveira
Vitor Santos
Festival Nacional de Robótica 2005
Htpp://www.mec.ua.pt/robotics
Abril 2005
Atlas III - Enquadramento
•
Projecto realizado em regime extra-curricular.
•
Construção de um robot para a realização da prova de condução autónoma.
•
Aproximar as soluções mecânicas de mobilidade do robô às utilizadas pelos
automóveis actuais.
•
Desenvolver um algoritmo de navegação robusto, capaz de responder
adequadamente a todas as solicitações da prova.
•
Implementar controlo distribuido através da utilização de PIC’s.
ATLAS III
Abril 2005
Atlas III - Desenvolvimento Efectuado
Programação de Alto Nível
Programação de Baixo Nível
Chassis
Portátil
em Fibra
centrino
de Carbono
Direção Ackerman
Camaras
firewire
• Aquisição
Controlo do
demotor
imagem
de tracção
usando o Opencv
Seleção de Hardware
Projecto e Construção Mecânica
Selecção
Programação
Projecto
Programação
ede
Construção
Hardware
de
de Baixo
Alto Nível
Mecânica
Nível
• Controlo
Pré-processamento
do motor dededirecção
imagem
• Desenvolvimento
Processamento dedoimagem
protocolo
(ponto
de comunicação
de destino em pista)
Sensores
Diferencial
variados
Suporte
Eletrónica
desinalizadores
de
Camaras,
controlo
• Tracção
Reconhecimento
Aquisição
dos
sinais
de cor
sensoriais
e forma
para os
Reforço do Chassis, etc.
•• Activação
das luzes
Desenvolvimento
da máquina de estados
•• Controlo
do travãoda consola de navegação
Desenvolvimento
ATLAS III
Abril 2005
Atlas III - Pré-processamento de imagem
Passo 1 - Aquisição da imagem
Passo 2 - Binarização
Passo 3 - Enchimento nº1
Passo 4 - Enchimento nº2
2º Horizonte
1º
2º Horizonte
Ponto Semente
Area Apagada
1º Ponto Semente
ATLAS III
Abril 2005
Atlas III – Processamento de imagem
ATLAS III
Abril 2005
Atlas III - Reconhecimento dos Sinalizadores
Original
Filtro Saturação
1.1 Conversão para HSV
1.2Cor
Aplicar intervalo a S e V
Verde
Vermelha
Amarela
2.2Amarelo
Destacar verde em H
Análise de Cor
Filtro
S Intensidade
&V
Análise de Forma
2.1 Destacar vermelho em H
2.3Orientação
Comparação de 2.1 e 2.2 e
Forma
decisão
da
cor
nenhuma
Para
cima
a
direita
3.1 Construção do R. A. M.
3.2 Construção Envelope convexo
Conclusão
3.3Seta
Calculo
dopara
ângulo entre os
Cruz
Nenhuma
verde
amarela
vermelha
centros
3.1 e 3.2 e decisão
cima ade
para
direita
4. Integração de ambas as
análises e escolha do símbolo
ATLAS III
Filtro Verde
Filtro Vermelho
Rectângulo
Área Minima
Envelope
Conclusão
Convexo
Abril 2005
Atlas III – Travão
Computador
Ordem de
Velocidade
Microcontrolador
Tempo de
Travagem
Motor
Solenoíde
Activação do
Travão
Carta de controlo
Desactivação do
Motor
ATLAS III
Solenoíde
Disco
Abril 2005
Atlas III – Alguns Resultados e Considerações
• O OpenCv possui funções muito interessantes
processamento de imagem (fiáveis e optimizadas)
para
• Direcção Ackerman contribuí para a estabilidade a alta velocidade,
mas em contrapartida limita muito a brecagem
• O algoritmo de pré-processamento revelou-se eficaz colmatando as
deficiências na binarização
• Processamento do algoritmo conseguido 25 a 30 vezes por segundo
• Aquisição de imagem a 320X160 YUV com 30 Frames/seg
• Velocidade de navegação conseguida é a máxima suportada pelo
actual motor
• Foram medidos tempos de cerca de 14 segundos em cada meia
volta
ATLAS III
Abril 2005
Atlas III - Final
ATLAS III
ATLAS III
Abril 2005