A hybrid control architecture for an auv

Abstract

Esta tesis doctoral propone una nueva arquitectura de control para un robot autonomo submarino (AUV). Se aborda el problema de la navegacion autonoma en 4 grados de libertad (x,y,z,Yaw) sobre un entorno no estructurado y desconocido a priori. Para ello se propone la organizacion del sistema de control en tres niveles. El primer nivel, denominado reactivo, se encarga de la percepcion asi como de la reaccion al entorno y, por lo tanto, del control del vehiculo en tiempo real. En este nivel encontramos diferentes componentes como el controlador de bajo nivel, los sensores fisicos y logicos, los comportamientos y el coordinador, asi como los monitores. El nivel intermedio se encarga del control de ejecucion siendo responsable de habilitar/inhibir los comportamientos y/o los monitores. Finalmente, el nivel superior denominado nivel deliberativo, es el responsable de la planificacion de la mision. El desarrollo de la arquitectura de control se ha realizado como una aplicacion distribuida y orientada a objetos, ejecutandose sobre el sistema operativo de tiempo real VxWorks. La tesis propone tambien, una metodologia de diseno y desarrollo que permite validar la arquitectura. Para ello se proponen herramientas especificas (Simulador en MATLAB/Simulink y simulador virtual en tiempo real) que ayudan al disenador en las diferentes etapas. Las herramientas desarrolladas se basan en el conocimiento del modelo dinamico del vehiculo. Para ello se presentan las ecuaciones basicas del comportamiento de un robot submarino, asi como el metodo utilizado para la identificacion de los coeficientes fisicos de los cuales depende el modelo.