Trabajo Fin de Grado
Control servo-visual de una plataforma giroestabilizada
Autor/es | Murillo Álvarez, José Ignacio |
Director | Rodríguez Ramírez, Daniel |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática |
Fecha de publicación | 2021 |
Fecha de depósito | 2021-10-22 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales |
Resumen | El control servo-visual consiste en utilizar una referencia de imagen obtenida a través de un elemento
fotográfico, como una cámara de vídeo, para mover un servomecanismo de la forma deseada en función a la
información ... El control servo-visual consiste en utilizar una referencia de imagen obtenida a través de un elemento fotográfico, como una cámara de vídeo, para mover un servomecanismo de la forma deseada en función a la información obtenida. Este tipo de control es usado en plataformas giroestabilizadas (gimbal) para, por ejemplo, realizar el seguimiento de un objetivo dado. La integración de este tipo de plataformas es muy común en los UAV (Vehículos Aéreos No Tripulados), ya que compensan en movimiento del vehículo para ofrecer una imagen estabilizada. En el presente trabajo, se aborda la implementación de un controlador servo-visual en una plataforma giroestabilizada de tres grados de libertad. El algoritmo pretende centrar en el plano imagen un objeto detectado, tratando de obtener a su vez una estimación de la posición real del objetivo con respecto a la plataforma. El problema se compone de tres grandes frentes: El primero, conseguir el correcto control de la plataforma y su convergencia hacia las orientaciones deseadas. Para diseñar un controlador para la plataforma, hemos usado la herramienta Matlab-Simulink de cara a realizar simulaciones que nos permitan validarlo. El segundo, reconocer un objetivo a seguir mediante un flujo de vídeo, conseguir una referencia en base a esta detección y proporcionársela al controlador diseñado anteriormente. En este apartado, se incluye la estimación de la posición en 3D del objetivo, la cual obtendremos mediante métodos basados en fotogrametría. El tercero, integrar los diferentes elementos del sistema y permitir la comunicación entre estos, para lo cual hemos usado la herramienta ROS (Robotic Operating System). Finalmente, hemos realizado diferentes pruebas en el sistema real para validar la correcta funcionalidad del algoritmo de control servo-visual diseñado. The visual-servo control consist in extract information from a image, which is obtain by a sensor, like a videocamera, to move a servomechanism in the desired way according to what is observed. This type of control is ... The visual-servo control consist in extract information from a image, which is obtain by a sensor, like a videocamera, to move a servomechanism in the desired way according to what is observed. This type of control is used in gyro-stabilized platforms (gimbal) in order to, for example, target tracking. The integration of gimbals is very common in UAV (Unmanned Aerial Vehicle), because it compensate the movement of the vehicle to give a stabilized image. In this work, we deal with the implementation of a visual-servo controller in a three degrees of freedom gimbal. The algorithm pretens to center a detected object in the center of the image plane, getting also a estimation of the real target position relative to the gimbal. The problem consists of three parts: First, achieve the correct control of the gimbal and its convergency to the desired attitude. With the purpose of design a controller, we have used the software tool Matlab-Simulink to simulate and validate it. Second, perceive a target to tracking from a video stream, obtain a desired attitude based on this detection and provide it to the controller previously designed. In this part, its include the estimation in three dimensions of the object position, which we obtain by photogrammetry methods. Third, to integrate the elements that form the system and allow the communication between them. We have used the software ROS (Robotic Operating System) to solve this problema. Finaly, we have done several test in the real system to validate the correct performance of the visual-servo control algorithm designed. |
Cita | Murillo Álvarez, J.I. (2021). Control servo-visual de una plataforma giroestabilizada. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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