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Este documento contiene dos informes presentados en las jornadas de instrumentación y control 2019-1 de la universidad politécnica colombiana jaime isaza cadavid. El primero se enfoca en la automatización de vehículos, su clasificación internacional y la necesidad de tener vehículos autónomos. El segundo trata sobre el reconocimiento de objetos en tiempo real mediante técnicas basadas en deep learning. Se abordan temas como la visión por computadora, las tareas de la misma y la implementación de yolo.
Qué aprenderás
Tipo: Apuntes
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POR: Fabio Figueroa Benítez
CC #:
Informe presentado al Ing.: Rubén Darío Vásquez Salazar
Asignatura: Proyecto de grado
(Andrés Felipe Acosta Gil. PhD. (c))
A nivel internacional, se ha planteado un estándar para los diferentes niveles de automatización de los vehículos. En el nivel 0 no hay ningún tipo de automatización ya que corresponde a un vehículo convencional. En el nivel 1, se incluyen tecnologías de asistencia al conductor como frenos ABS y controladores Electrónicos de estabilidad (ESC). El nivel 2 se enfoca en la automatización parcial, es decir en ciertos componentes del vehículo como la caja de cambios, frenos ABS y timón. En el nivel 3 la automatización es condicional, esto quiere decir que el conductor debe vigilar ciertos componentes del vehículo previamente automatizados (timón, frenos ABS, caja de cambios) y en el nivel 4 corresponde a una automatización completa de la conducción sin ninguna intervención por parte del conductor. Las regiones que más han trabajado en tecnologías de conducción inteligente son: Estados Unidos y Europa.
Actualmente Colombia se clasifica en los niveles 0 y 1 de automatización donde se incluyen: vehículos convencionales (para el nivel cero) y para el nivel 1: sistemas de seguridad activa, frenos ABS, ESC (controladores electrónicos de estabilidad), sistemas de asistencia al conductor, control de crucero y asistentes de parqueo. En materia de automatización vehicular se puede decir que en Colombia no hay innovación en cuanto a niveles de autonomía de vehículos. La tecnología Airbag en Colombia se incorporó recientemente en el año 2017.
Teniendo en cuenta que el error humano es el responsable en gran parte de los accidentes de tráfico, da peso a preguntarse ¿ POR QUÉ ES NECESARIO TENER VEHÍCULOS AUTÓNOMOS? Y la respuesta a dicho interrogante va soportada sobre las tecnologías que están siendo tendencia en la actual industria 4.0 como la visión por computador, el aprendizaje de máquina (machine learning), mapeo digital en 3D, fusiones de sensores y por supuesto las técnicas de control robustas como: el control adaptativo de cruce, sistemas de control lateral, asistentes de cambio de carril, control longitudinal y lateral del vehículo.
Para el modelamiento matemático del sistema de control del vehículo, se tuvieron en cuenta las leyes básicas de Newton por el método de espacio de estados. Se puede decir que este sistema es MIMO (múltiples entradas y salidas) donde se destacan como variables de entrada: los ángulos de rueda delantera, posición del acelerador y torque de salida. Variables de salida como: posición y velocidad del vehículo. Los estados del sistema son: velocidad del eje horizontal y vertical local, la orientación del vehículo, posición del eje horizontal y vertical global del vehículo (esto se relaciona con la vía o autopista por la cual se va desplazando). Todo lo anterior, va soportado sobre modelos de vía única (single track model) los cuales permiten una descripción matemática sobre cómo se comporta la conducción de un vehículo. Los modelos a los que se adapta esta técnica son para pistas lineales y no lineales. Los resultados de esta implementación son basados en simulaciones de aceleración constante, gradual, movimiento inercial y frenado.
Las conclusiones más relevantes de este trabajo son: el abanico de posibilidades para hacer un control de trayectoria por cambio de carril, comparar los diversos métodos de control, adaptabilidad a distintos tipos de vehículo y finalmente la implementación de todas estas técnicas de control a un vehículo de pequeña escala con el fin de presentar los resultados previamente simulados.
