Control y simulación del seguimiento de trayectorias de un vehículo autónomo marino


Proyecto fin de carrera (PFC) de la Ingeniería Electrónica realizado en el departamento de Arquitectura de Computadores y Automática (DACYA) en la Facultad de CC. Físicas de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) bajo la dirección de Eva Besada Portas y Jesús Manuel de la Cruz García.

Este proyecto está basado en el trabajo realizado por el grupo de Ingeniería de Sistemas, Control, Automática y Robótica (ISCAR) del propio departamento, dentro del proyecto de investigación «Sistema de Vigilancia, búsqueda, y rescate en el mar mediante colaboración de vehículos autónomos marinos y aéreos»

En el se trata de investigar y contrastar el uso de la herramienta de Microsoft, denominada Robotics Developer Studio en su cuarta versión (MRDS4), para el desarrollo de sistemas de simulación y/o control de elementos autónomos, controlados mediante lazos cerrados, utilizando la modularidad de bloques/servicios ofrecida por la estructura de la plataforma apoyada en Frameworks .NET de Microsft. (En la actualidad esta plataforma se encuentra sin mantenimiento dado el desarrollo de otros motores de simulación con tecnologías más actualizadas).

Para ello primero se realizó un prototipo de servicio en MRDS4 diseñado para poder adaptarse a los conocidos bloques de control utilizados en Matlab y JAVA, y que posteriormente se utilizó para portar unos diseños, ya comprobados, del lazo de control de un barco real perteneciente a DACYA, a la nueva plataforma.

Además de la adaptación del lazo de control a MRDS4, se va a utilizar el motor de simulación incorporado en la herramienta para realizar una representación en tres dimensiones de los datos obtenidos con la intención de completar la visualización de estos en un entorno más real, aportando nuevas apreciaciones a la representaciones en 2D típicas de Matlab.

Los resultados de la simulación se presentaron ante el tribunal de trabajos de fin de carrera en una memoria escrita junto con la documentación del código y una web de ayuda a desarrolladores genreda mediante Doxigen.

Al final de esta página se ofrece una colección de vídeos donde se muestran los resultados obtenidos.

Tecnologías utilizadas:

  • Programación en C# y JAVA.
  • Matlab/Simulink para le modelado del lazo de control.
  • Maya para la generación del objeto barco incluido en las simulaciones 3D dentro del motor de simulacion de MRDS4.



Videoteca

  • Planta simple sin perturbaciones:
  • Planta simple sin perturbaciones con trazado:
  • Planta con perturbaiones de viento nulo
  • Planta con perturbaiones de viento a 0.2 m/s y 0º

Planta con perturbaiones de viento a 0.2 m/s y 90º

  • Planta con perturbaiones de viento a 0.2 m/s y 225º
  • Planta con perturbaiones de viento a 0.4 m/s y 90º
  • Planta con perturbaiones de viento a 0.7 m/s y 90º
  • Planta con perturbaiones de viento a 1.0 m/s y 90º




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