Aplicación de conducción autónoma sobre ROS y sistema embebido

Actualment, l'automatització de tasques és un repte per a la humanitat, ja que, gràcies a aquesta la qualitat de vida de les persones millora, en no haver de preocupar-se de fer accions quotidianes que es realitzaven en el passat. L'eliminació del conductor en un automòbil és un exemple d'automatització a gran escala perquè s'ha d'ajuntar una gran varietat de disciplines diferents com la computació, electrònica, física, etc. Aquest treball de Fi de Grau pretén fer una petita aplicació de conducció autònoma, mitjançant un entorn de simulació anomenat Webots amb l'ajuda del metasistema operatiu ROS2 i mitjançant un sistema embegut. S'han utilitzat diferents mètodes per analitzar l'entorn que envolta el vehicle i poder actuar en conseqüència, com ara la detecció i el reconeixement d'objectes o el seguiment de les línies de la carretera. L'objectiu principal era executar l'aplicació en un sistema embegut i s'ha triat la placa de Nvida anomenada Jetson Nano 2GB per a aquesta tasca. Per tant, el portàtil s'ha fet servir per a l'execució del programa de simulació i el miniordinador per rebre informació sobre els sensors i enviar les ordres al simulador, perquè el vehicle actuï en conseqüència de les situacions donades. Els resultats obtinguts ens proporcionen una resposta clara sobre lobjectiu principal, un sistema embegut és capaç dexecutar una aplicació de conducció autònoma sobre ROS2. Encara que la utilització de dos dispositius ha derivat en un petit problema en lʻenviament dʻimatges entre dispositius, limitat per la velocitat de xarxa, ja que, una gran deriva negativa en el temps dʻenviament i recollida de les dades podria inutilitzar la aplicació per complet, en tenir molta importància la detecció i el reconeixement d'objectes en aquest projecte.
En la actualidad, la automatización de tareas es un reto para la humanidad, ya que, gracias a esta la calidad de vida de las personas mejora, al no tener que preocuparse de realizar acciones cotidianas que se realizaban en el pasado. La eliminación del conductor en un automóvil es un ejemplo de automatización a gran escala al tener que juntar una gran variedad de disciplinas diferentes como la computación, electrónica, física, etc. Este trabajo de Fin de Grado pretende realizar una pequeña aplicación de conducción autónoma, mediante un entorno de simulación llamado Webots con la ayuda del meta-sistema operativo ROS2 y mediante un sistema embebido. Se han utilizado diferentes métodos para analizar el entorno que rodea al vehículo y poder actuar en consecuencia, como la detección y reconocimiento de objetos o el seguimiento de las líneas de la carretera. El objetivo principal era ejecutar la aplicación en un sistema embebido y se ha escogido la placa de Nvida llamada Jetson Nano 2GB para esta tarea. Por tanto, el portátil se ha usado para la ejecución del programa de simulación y el miniordenador para recibir información sobre los sensores y enviar las órdenes al simulador, para que el vehículo actúe en consecuencia de las situaciones dadas. Los resultados obtenidos nos proporcionan una respuesta clara sobre el objetivo principal, un sistema embebido es capaz de ejecutar una aplicación de conducción autónoma sobre ROS2. Aunque la utilización de dos dispositivos ha derivado en un pequeño problema en el envío de imágenes entre dispositivos, limitado por la velocidad de red, ya que, una gran deriva negativa en el tiempo de envío y recogida de los datos podría inutilizar la aplicación por completo, al tener mucha importancia la detección y reconocimiento de objetos en este proyecto.
Nowadays, the automation of tasks is a challenge for the humanity, since it improves the quality of people’s lives by not having to worry about performing daily actions that were performed in the past. The elimination of the driver in an automobile is an example of large-scale automation, by bringing together a variety of different disciplines such as computing, electronics, physics, etc. This final Degree Project aims to realize a small application of autonomous driving by means of a simulation environment called Webots with the help of the ROS2 meta-operating system and through an embedded system. Different methods have been used to analyze the environment surrounding the vehicle and to be able to act accordingly, such as object detection and recognition or road line tracking. The main goal was to run the application on an embedded system and the Nvidia board called Jetson Nano 2GB has been chosen for this task. Therefore, the laptop has been used to run the simulation program and the minicomputer to receive the information from the sensors and send the commands to the simulator, so that the vehicle could acts accordingly to the given situations. The results obtained provide us a clear answer to the main objective, an embedded system is capable of running an autonomous driving application on ROS2. Although, using two devices has created a small problem derived from sending of images between devices limited by the network speed, because a large negative drift in the time of sending and collecting data, could render the application completely unusable, as the detection and recognition of objects is very important in this project.