ATLAS III

Um Robot com Visão Orientado para

Provas de Condução Autónoma

Rui Cancela

Miguel Neta

Miguel Oliveira

Vitor Santos

Universidade de Aveiro Engenharia Mecânica

Festival Nacional de Robótica 2005 Htpp://www.mec.ua.pt/robotics Abril 2005

Atlas III - Enquadramento

• 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.

• Implementar controlo distribuido através da utilização de PIC’s.

• Desenvolver um algoritmo de navegação robusto, capaz de responder adequadamente a todas as solicitações da prova.

ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

• Projecto realizado em regime extra-curricular.

• Controlo do motor de tracçãoPortátil centrinoChassis em Fibra de Carbono

• Processamento de imagem (ponto de destino em pista)

Direção Ackerman

Programação de Alto Nível

Camaras firewire

• Reconhecimento de cor e forma para os sinalizadores

Selecção de HardwareProgramação de Baixo NívelProjecto e Construção Mecânica

• Pré-processamento de imagem

• Aquisição de imagem usando o Opencv

Suporte de Camaras, Reforço do Chassis, etc.

• Aquisição dos sinais sensoriaisTracção Diferencial Eletrónica de controloSensores variados

Pro

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Atlas III - Desenvolvimento EfectuadoS

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are • Controlo do motor de direcção

• Desenvolvimento do protocolo de comunicação

Pro

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• Desenvolvimento da máquina de estadosPro

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ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

• Activação das luzes

• Controlo do travão• Desenvolvimento da consola de navegação

Atlas III - Pré-processamento de imagem

Passo 1 - Aquisição da imagem

Passo 2 - Binarização

Passo 3 - Enchimento nº1

1º Ponto Semente

ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

Passo 4 - Enchimento nº2 2º Ponto Semente

Area Apagada

1º Horizonte2º Horizonte

Atlas III – Processamento de imagem

ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

CorVerde

OrientaçãoPara cima

ConclusãoSeta verde paracima

CorVermelha

Formanenhuma

ConclusãoCruz vermelha

CorAmarela

OrientaçãoPara cima

Conclusão Nenhuma

1.1 Conversão para HSV1.2 Aplicar intervalo a S e V

2.1 Destacar vermelho em H

2.2 Destacar verde em H

2.3 Comparação de 2.1 e 2.2 e decisão da cor3.1 Construção do R. A. M.

3.2 Construção Envelope convexo

3.3 Calculo do ângulo entre os centros de 3.1 e 3.2 e decisão4. Integração de ambas as análises e escolha do símbolo

CorAmarelo

OrientaçãoPara a direita

ConclusãoSeta amarela para a direita

Atlas III - Reconhecimento dos Sinalizadores

ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

Original

Filtro Verde

Filtro Vermelho

S & V

Análise de Cor

Filtro Saturação Filtro Intensidade

Análise de Forma

ConclusãoEnvelope Convexo

Rectângulo Área Minima

Atlas III – Travão

ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

Ordem de Velocidade

Computador

MicrocontroladorTempo de Travagem

SolenoídeActivação do

Travão

Carta de controloDesactivação do

Motor SolenoídeDisco

Motor

Atlas III – Alguns Resultados e Considerações

• Aquisição de imagem a 320X160 YUV com 30 Frames/seg

• Direcção Ackerman contribuí para a estabilidade a alta velocidade, mas em contrapartida limita muito a brecagem

• O OpenCv possui funções muito interessantes para processamento de imagem (fiáveis e optimizadas)

• Velocidade de navegação conseguida é a máxima suportada pelo actual motor

ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

• Processamento do algoritmo conseguido 25 a 30 vezes por segundo

• O algoritmo de pré-processamento revelou-se eficaz colmatando as deficiências na binarização

• Foram medidos tempos de cerca de 14 segundos em cada meia volta

Atlas III - Final

ATLAS IIIATLAS III Abril 2005Abril 2005

ATLAS III