Centro de Control de Tierra para Colaboración de Vehículos Autónomos Marinos

  1. Bonache Seco, J.A.
  2. Dormido Canto, J.
  3. Montalvo Martinez, M.
  4. López-Orozco, J.A.
  5. Besada Portas, E.
  6. de la Cruz Garcia, J.M.
Revista:
Revista iberoamericana de automática e informática industrial ( RIAI )

ISSN: 1697-7920

Año de publicación: 2018

Volumen: 15

Número: 1

Páginas: 1-11

Tipo: Artículo

DOI: 10.4995/RIAI.2017.8737 DIALNET GOOGLE SCHOLAR lock_openAcceso abierto editor

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Resumen

El Centro de Control de Tierra (CCT) es uno de los elementos imprescindibles para la supervisión y control de vehículos autónomos que realizan misiones complejas. En la actualidad cada vez hay más aplicaciones donde se utilizan múltiples vehículos autónomos y el tradicional Centro de Control está evolucionando para ser capaz de gestionar diversos vehículos y operadores. Este artículo presenta las características más relevantes de un CCT adaptable y versátil, especialmente diseñado para que un equipo heterogéneo de operadores puedan monitorizar y supervisar el funcionamiento colaborativo de un conjunto heterogéneo de vehículos autónomos. Entre estas características destacan la posibilidad de, según las necesidades de los operadores y de la misión, 1) reconfigurar cuál (y cómo) es la información que se muestra de cada vehículo a cada operador, 2) definir alarmas que atraigan la atención de los operadores ante determinados eventos (y liberen su carga de trabajo mientras estos no se den) y 3) re-asignar en tiempo real la gestión de los vehículos a los diferentes operadores. Para alcanzarlas, se ha realizado un cuidadoso diseño de la arquitectura software del CCT, que se detalla en el artículo y que se encuentra formada por: un módulo de comunicaciones; un módulo planificador de alto nivel; un módulo (replicable en tantos equipos como se desee) de monitorización y supervisión de vehículos; y tantos módulos comandadores como vehículos diferentes existan en la misión. Este CCT ha sido desarrollado dentro del proyecto de investigación SALACOM (Sistema Autónomo de Localización y Actuación ante Contaminantes en el Mar), en el que dos barcos autónomos maniobran de forma colaborativa para desplegar una barrera para la contención de un vertido contaminante en el mar ydonde la incorporación del operador en la supervisión y control de las maniobras de los vehículos es un requisito imprescindible para dar seguridad y confianza a la operación realizada. Finalmente, se presenta un caso de uso del Centro de Control de Tierra donde se realiza una maniobra de seguimiento entre dos vehículos autónomos de superficie.

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En la figura 9 se muestra el movimiento realizado por ambos barcos una vez finalizado el experimento, que consiste en el movimiento del USV1 mientras que el USV2 le sigue. Las maniobras realizadas por el USV1 se han marcado en cuatro tramos de su recorrido: (1) un control manual por el SMC1, (2) ejecución de ruta planificada, (3) cambio a otra ruta plani-ficada antes de finalizar la anterior, (4) paso a control manual después de finalizar la ruta planificada. Las rutas planificadas, por simplicidad, son dos líneas rectas (marcadas en la figura con líneas verdes). El USV2 se pone en modo seguidor cuan-do el USV1 está en el tramo (1), para ello se le indica que siga al USV1 a una cierta distancia y ángulo de vista. Durante el seguimiento, los tramos (2) y (3), el operador que controla el USV2 (el SMC2) va cambiando los parámetros de seguimiento (la distancia y/o el ángulo de vista respecto al líder). En el tra-mo (3) se han marcado como ejemplo de la posición del líder (el USV1, cuadro azul) y del seguidor (el USV2, cuadro rojo) en dos instantes distintos con dos ángulos de vista y distan-cias diferentes. Finalmente, cuando el USV1 se encuentra en el tramo (4), se le manda detenerse al USV2. Para evitar que los USV colisionen entre sí, se ha incluido en el algoritmo de control un sistema de esquiva de obstáculos basado en (Lalish and Morgansen, 2008). Actualmente la información sobre po-sibles obstáculos en la trayectoria de los barcos es enviada por el CCT, incluida la posición de los otros vehículos (no existe comunciación entre ellos). Está contemplado instalar dos sen-sores en los USV para que sean capaces de analizar el entorno y asíobtener la posición de los obstáculos para que operen de un modo más autónomo, pero el funcionamiento del sistema de esquiva de obstáculos es independiente de cómo se obtenga la posición de los objetos próximos al USV. Se utilizarán un lidar para detección cercana de obstáculos (hasta 40 metros de alcance), y un radar para detección a media y larga distancia de obstáculos (a partir de los 40 metros). En caso de que entre en funcionamiento el sistema de esquiva de obstáculos, cuando finalice la maniobra para la evasión se procederá, por parte del planificador y en caso necesario, a realizar una re-planificación de la ruta.

Financiadores

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Fuente de los datos: Dialnet