Lideres basados en el seguimiento de trayectorias en entornos no estructurados: desde el concepto hasta la implementación en el mundo real
Autores: Nestlinger, Georg; Rumetshofer, Johannes; Solmaz, Selim
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Lideres basados en el seguimiento de trayectorias en entornos no estructurados: desde el concepto hasta la implementación en el mundo real
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Problema
Guía de vehículos
Enfoque de seguimiento de trayectoria
Mediciones de posición
Camino del líder
Técnica de aproximación de spline
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En este documento se describe el problema de la guía de vehículos mediante un líder externo. El objetivo es navegar un vehículo de cuatro ruedas a través de entornos no estructurados, caracterizados por la falta de disponibilidad de infraestructura típica de guía como marcas de carril o mapas HD. El enfoque de seguimiento de trayectoria se basa en una estimación del camino del líder. Para ello, las mediciones de posición se almacenan en el tiempo con respecto a un marco inercial. Se propone una nueva estrategia para calificar la importancia de las mediciones de posición y garantizar que no se exceda un cierto umbral de muestras almacenadas. Tener una estimación del camino del líder es esencial para prevenir el fenómeno de cortar esquinas y para un seguimiento preciso del camino en general. Se aplica una técnica de aproximación de spline para obtener un camino de referencia suave para los controladores de movimiento lateral y longitudinal subyacentes. Para el seguimiento longitudinal, se implementó una política de intervalo de tiempo constante, para seguir al líder con un espacio de tiempo constante a lo largo del camino estimado. El algoritmo fue desarrollado y probado primero en un marco de simulación y luego desplegado en un vehículo demostrador para validación bajo condiciones de operación reales. Los resultados experimentales presentados se lograron utilizando solo sensores a bordo del vehículo demostrador, mientras que las mediciones de posición basadas en GPS diferencial de alta precisión sirven como datos de verdad terrestre para la visualización.
Descripción
En este documento se describe el problema de la guía de vehículos mediante un líder externo. El objetivo es navegar un vehículo de cuatro ruedas a través de entornos no estructurados, caracterizados por la falta de disponibilidad de infraestructura típica de guía como marcas de carril o mapas HD. El enfoque de seguimiento de trayectoria se basa en una estimación del camino del líder. Para ello, las mediciones de posición se almacenan en el tiempo con respecto a un marco inercial. Se propone una nueva estrategia para calificar la importancia de las mediciones de posición y garantizar que no se exceda un cierto umbral de muestras almacenadas. Tener una estimación del camino del líder es esencial para prevenir el fenómeno de cortar esquinas y para un seguimiento preciso del camino en general. Se aplica una técnica de aproximación de spline para obtener un camino de referencia suave para los controladores de movimiento lateral y longitudinal subyacentes. Para el seguimiento longitudinal, se implementó una política de intervalo de tiempo constante, para seguir al líder con un espacio de tiempo constante a lo largo del camino estimado. El algoritmo fue desarrollado y probado primero en un marco de simulación y luego desplegado en un vehículo demostrador para validación bajo condiciones de operación reales. Los resultados experimentales presentados se lograron utilizando solo sensores a bordo del vehículo demostrador, mientras que las mediciones de posición basadas en GPS diferencial de alta precisión sirven como datos de verdad terrestre para la visualización.