Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Teleoperación local y global de un vehículo autónomo(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2006-12-01) Jaramillo Martínez, José Luis; DIECK ASSAD, GRACIANO; 228028; Soto, Rogelio; Gordillo, José Luis; Ramírez, Ricardo; Programa de Graduados en Tecnologías de Información y Electrónica; Campus Monterrey; Dieck Assad, GracianoEsta tesis se basa en el diseño y construcción de una arquitectura de control de un vehículo autónomo de cuatro ruedas por medio de tele operación. En este sistema de tele operación se propone el método de control de un vehículo a distancia sin la necesidad de contar con un contacto físico. El control del robot es realizado por medio un controlador esclavo (slave) y un controlador maestro (master), mas, entre los componentes, se encuentran canales de comunicación como radio frecuencia e Internet. En la tele operación, el operador puede encontrarse a solo unos metros de distancia (tele operación local) o de un pa ́ıs a otro (tele operación global). Un problema de esta técnica de control es la metodología de control y arquitectura necesaria para realizar el control sin estar físicamente en el ambiente donde se opera. Las señales de control del robot y la retroalimentación necesaria para el usuario que realiza la operación. También así, existe la variabilidad de las interrupciones de datos y el retraso de tiempo que pueden crearse en la red de transmisión de información desde el usuario hasta el robot. Para poder crear una arquitectura de control basado en tele operación, existen varias técnicas que han sido utilizadas anteriormente, estas técnicas varían en metodóloga respecto al tipo de control, sistemas utilizados, y métodos de comunicación para reducir la inestabilidad causada por interrupciones o retrasos de tiempo. La investigación propone un modelo matemático basado en graficas y variables de estado de la arquitectura de tele-operación y una estructura de control que tiene la capacidad de controlar el robot por medio de dispositivos comunes de manejo de vehículos y retroalimentar el usuario por medio de señales que le permitan tener conocimiento de las condiciones que existen en el espacio remoto, tales como dirección, velocidad e imágenes para así trabajar como si no existiese una distancia o un canal de comunicación que presente inestabilidades al sistema
- Automatización de la dirección de un vehículo autónomo(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2005-12-01) González Palacios, Francisco Gerardo; González Palacios, Francisco Gerardo; Gordillo M., José Luis; Soto R., Rogelio; Ramírez M., Ricardo; Programa de Graduados de Tecnologías de Información y Electrónica; Campus MonterreyEsta tesis describe una metodología confiable para el desarrollo de un vehículo autónomo (VA) de escala real, a partir de un vehículo móvil utilitario. El propósito es que el vehículo sea capaz de seguir una trayectoria establecida y enseguida realizar una tarea. El énfasis en este trabajo radicó en la automatización del sistema de dirección e instrumentación del control de velocidad, con base en una arquitectura jerárquica de control. En la actualidad existen dos enfoques principales, para el desarrollo de un Vehículo Autónomo (VA): el primero, consiste en diseñar y construir un VA en su totalidad, sin embargo este método presenta varias desventajas, entre ellas un mayor tiempo de desarrollo, asi como un gran incremento en el costo de implementación del prototipo. El segundo, y actualmente mas utilizado, es realizar adecuaciones a un vehículo convencional para automatizar aquellas funciones que realiza un operador en su conducción, con el objetivo de controlar al vehiculo en función de su dirección (¢) y de su velocidad (v), gobernando los tres grados de libertad (x, y, 0) con que cuenta. Permitiendo así, su navegación dentro de un espacio de configuración. Una de la principales ventajas del desarrollo de un VA a partir de un vehículo convencional es aprovechar la gran gama de vehículos existentes, que van desde unidades de transporte y agricultura, hasta vehículos para minería. En tales condiciones se elige el vehículo mas apropiado, con base al tipo de ambiente donde será utilizado y en función de la tarea a realizar. El vehículo móvil utilizado para la comprobación de la metodología propuesta, fue un vehículo utilitario eléctrico, originalmente diseñado para trabajos diversos en la minería y en la industria. El vehiculo no contaba con preparaciones o instrumentos que permitieran manipularlo de forma automática. Surgió entonces la necesidad de hacer algunas adecuaciones con el objetivo de automatizar e instrumentar algunos sistemas de acuerdo a la arquitectura de control. Los sistemas que integran al vehículo móvil son el de velocidad, dirección y frenado, entre los principales. La automatización de la dirección presentó un nivel mayor de complejidad, en comparación al resto de los sistemas, debido a que no contaba con ningún mecanismo o actuador para su manipulación. El refinamiento de los sistemas de control se realizó en un periodo mayor a tres meses. Permitiendo converger en un prototipo de un VA y de acuerdo a los resultados de los experimentos realizados, el método para convertir un vehículo móvil en un Vehículo Autónomo queda comprobado; logrando errores, en el seguimiento de trayectorias de mas de 100 m del 2% m.
- Inclusión de respuestas reflejas en el seguimiento de una trayectoria por un vehículo autónomo(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2002-12-16) Hernández Camacho, Luis Fernando; Hernández Camacho, Luis Fernando; Gordillo M., José Luis; Terashima M., Hugo; Ramírez M., Ricardo; Sucar S., Enrique; Programa de Graduados en Electrónica, Computación, Información y Comunicaciones; Campus MonterreyEsta tesis describe el desarrollo de un método confiable para la navegación de un Vehículo Autónomo basado en la planeación de trayectorias y respuestas reflejas. La planeación de trayectorias parte de un mapa del ambiente de trabajo para generar una trayectoria que conecte un punto inicial a uno final considerando las características noholonómicas del vehículo autónomo. La navegación reflexiva propone identificar la presencia de obstáculos por medio de sonares al momento de seguir una trayectoria, para posteriormente realizar una acción refleja, con el fin de evadir dichos obstáculos y alcanzar el punto final. El módulo de respuestas reflejas está basado en un modelo de percepción-acción, de tal forma que, ante la detección de un evento, se dispara alguna acción de acuerdo con un conjunto de reglas de inferencia. Las reglas de inferencia estan jerarquizadas en capas y se basan en la información proporcionada por los sonares, asi como por el control de trayectoria del vehículo. Las acciones que se ejecutan como respuesta refleja son la evasión y frenado. Por otro lado, la recuperación de la trayectoria planeada despues de la evasión de un obstáculo está basada en la distribución de los puntos de la trayectoria planeada. Para validar el método propuesto se desarrolló un arreglo de tres sonares al frente de un vehículo autónomo para la detección de obstáculos y un módulo de respuestas reflejas dentro de su arquitectura de control. Se implementaron, además, como acciones reflejas la evasión y frenado. Asimismo se desarrolló una interfaz gráfica en una computadora para la planeación de trayectorias. Con este sistema se realizaron varios experimentos de cálculo de trayectorias de diferentes puntos en el ambiente, así como varias pruebas de obstáculos no previstos para evaluar las respuestas reflejas. Los obstáculos son detectados correctamente en el 90% de los casos intentados.
- Control de Dirección de un Vehículo Autónomo(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2000) Palacios Garza, Gerardo J.; Dr. José Luis Gordillo; Dr. Rogelio Soto; Dr. Ricardo A. Ramírez; ITESMLa presente tesis propone el desarrollo de un vehículo que sigue una trayectoria dada, controlando su dirección y su velocidad. El vehículo se clasifica como semiautónomo, ya que el cálculo de la trayectoria la realiza el usuario. El controlador que aquí se desarrolla se encarga de convertir esa trayectoria, en movimientos reales del vehículo. La cinemática del vehículo es igual a la de un carro comÚn; se tienen dos ejes, en el eje delantero están las llantas que giran para direccionar el vehículo, mientras que la dirección de las llantas en el eje trasero está fija. La trayectoria se define por medio de puntos en el plano, en pares de coordenadas. La parte central del eje trasero del vehículo es el punto que debe de pasar por los puntos para formar la trayectoria. El control se realiza con un controlador en cascada, cuyo controlador maestro se encarga de controlar la posición del vehículo en el plano, verificando que el vehículo pase por los puntos. Los controladores esclavos controlan la dirección de las llantas delanteras y la velocidad lineal del vehículo. El control maestro va cambiando el valor de referencia en el controlador esclavo de dirección, de tal forma que el vehículo se dirija hacia el siguiente punto, al llegar al Último punto de la trayectoria frena el vehículo. La implementación se hizo en un vehículo comercial de control remoto que ya contaba con motores de corriente directa para la dirección y la tracción. El vehículo se instrumentó con los circuitos necesarios para controlar los motores y para leer las señales de los sensores desde un microcontrolador. El control de los motores de corriente directa utilizó puentes H y la señal de control se envía mediante modulación de ancho de pulso (PWM), para regular la potencia entregada al motor. El sensor de dirección es un potenciómetro unido a la flecha del motor que mueve la dirección, mientras que el sensor de avance es un codificador óptico incremental conectado físicamente con la llanta trasera izquierda. Para el cálculo de la posición del vehículo en el plano, se estima la posición y la inclinación del cuerpo del vehículo. La estimación se realizó utilizando Únicamente los sensores de dirección y de avance; por lo cual el lazo de control de la trayectoria se cierra interiormente al vehículo y no al exterior.