Diseño , Construcción y Control de un robot móvil tipo uniciclo utilizando FPGA´s

Abstract

Este proyecto de titulación trata sobre el diseño y construcción de un robot móvil no holonómico tipo uniciclo controlado a través de un FPGA, en este caso de un Spartan 3E Starter Kit de Xilinx, para el seguimiento y control de trayectorias utilizando la odometría. Se utiliza los periféricos disponibles en el Spartan 3E Starter Kit para la toma de datos, el control de actuadores y el envío hacia la PC de los datos para su posterior visualización; así como también se implementan un conjunto de circuitos adicionales para el tratamiento de datos y acondicionamiento de señales necesarios. Se realiza el diseño del algoritmo utilizando un control basado en la interpolación lineal para la consecución de los estados deseados a partir de una trayectoria ideal, el mismo permite definir las acciones correctivas a realizarse a través de 2 motores acoplados en las llantas posteriores del robot para conseguir llevar al móvil a la posición deseada en el siguiente período de muestreo. La comunicación entre el robot y el PC se realiza a través de bluetooth con la ayuda del puerto serial en el Spartan 3E y dos módulos XBEE S2, con esto permite el libre movimiento del robot sin estar físicamente acoplados mediante cables a la PC. Para la visualización del seguimiento de la trayectoria y del comportamiento del robot se ha realizado una interfaz en LabVIEW, la misma que está conformada por tres ventanas: en la primera se puede observar únicamente la trayectoria recorrida por el robot, la segunda que permite una comparación entre la trayectoria seguida por el robot y la trayectoria ideal generada en el FPGA y, finalmente, una tercera en la que se observa el comportamiento de las coordenadas (x, y) así como de las (Xd, Yd) deseadas para poder observar el error de posición. Es importante señalar que la PC es utilizada únicamente para la visualización de los datos, el control es íntegramente realizado en el FPGA del Spartan 3E Starter Kit.