Resumen de Contribución al diseño e implementación de un sistema sonar para la automatización de un vehículo industrial
En esta tesis se propone un nuevo sistema sensorial, basado en ultrasonidos, susceptible de ser aplicado en Robótica Móvil, que ha sido configurado y caracterizado para permitir un eficiente aprovechamiento de cada emisión de ultrasonidos, en comparación con los sistemas clásicos, El sensor está basado en el empleo de cuatro transductores, con una distribución geométrica adecuada, todos ellos sincronizados para la recepción simultánea de ecos. La combinación de varios sensores de este tipo permite configurar un sistema sonar completo.
A nivel de transductor se ha desarrollado el sistema electrónico adecuado para: configurar la secuencia de emisión, digitalizar la señal de eco recibida e implementar un filtrado óptimo de la misma para la detección precisa del instante de llegada de los ecos.
Con esta electrónica el sensor ha mostrado, en la práctica, las buenas prestaciones que previamente habían sido previstas mediante simulación, incluyendo precisión milimétrica en las medidas y posibilidad de detección multieco. Uno de los objetivos fundamentales que se han alcanzado ha sido la adaptación de los algoritmos para su implementación en una FPGA 4005E de Xilinx, manteniendo, pese a sus altas prestaciones, el atractivo del bajo coste y reducido tamaño de la electrónica asociada a los transductores de ultrasonidos.
El módulo sensor ha sido configurado de modo que permita la medida, además de distancias, de ángulos de escucha.
Se han establecido las condiciones para minimizar los efectos de la falta de correspondencia de ecos. También se ha estudiado teóricamente el comportamiento del sensor ante diferentes tipos de reflectores (con reflexiones especulares), para poder discriminar, por consideraciones geométricas, entre dos tipos de reflectores: "salientes" y "planos". Se ha propuesto el algoritmo de clasificación y se ha realizado un estudio de la influencia del ruido en las medidas.
Finalmente se muestra el modo de colocar cinco módulos sensores de este tipo a un vehículo industrial adaptado para su guiado autónomo, con el objetivo de realizar un mapa de su entorno. La interpretación de cada vector de medidas (se reciben varios tiempos de vuelo por cada emisión) se ha modelado mediante la técnica de considerar frente al sensor la existencia de dos zonas (una vacía de obstáculos y otra ocupada), en línea con algorítmos previos relativos a un único transductor individual. Se ha propuesto un nuevo algoritmo para construcción de mapas, el MHRM ("Mapa Heurístico con Recepción Múltiple") que permite, teniendo en cuenta diversas reglas heurísticas acordes con las especiales características del sensor, acomodar cada medida a una cuadrícula que refleja la posible ubicación de los objetos frente al mismo.
