Visão computorizada em condução autónoma

Abstract

O Icaro é um veículo desenvolvido na Universidade de Aveiro, resultante de um trabalho pluridisciplinar que integra várias áreas tais como informática, electrónica e mecânica. O desenvolvimento deste veículo iniciou-se em 1997, com o objectivo de participação na prova internacional Shell Eco-Marathon. Neste momento, está em desenvolvimento uma nova plataforma, de nome Hammershark, com o objectivo de criar um veículo inovador, tanto em termos de construção como de capacidades finais, de forma a superar o Icaro. Uma das características mais inovadoras que se espera alcançar é a capacidade de condução autónoma, tendo como apoio a visão computorizada e outros métodos de percepção sensorial. Esta dissertação aborda a temática da visão computorizada para a condução autónoma, sendo um trabalho que descreve de forma geral as técnicas normalmente utilizadas para atingir este fim. Assim, o trabalho realizado não se destina especificamente a ser utilizado nas provas da Shell Eco-Marathon, mas sim em todo o tipo de ambientes. O objectivo é elaborar um estudo exploratório e de síntese de conhecimentos sobre a temática, propondo soluções sempre que possível. As tarefas principais de um sistema que utilize visão computorizada para condução autónoma podem dividir-se em duas categorias principais: detecção dos limites laterais da faixa de rodagem e detecção de obstáculos. A estas duas tarefas junta-se também uma auxiliar que se resume pela identificação da zona que define a própria da faixa de rodagem, de forma a facilitar a detecção dos seus limites e dos obstáculos que lá circulem. O trabalho realizado divide-se então nestas 3 categorias, onde são estudadas várias metodologias, propondo possíveis soluções que consigam alcançar os objectivos, quando possível.

ABSTRACT: Icaro is a vehicle developed at the University of Aveiro, resulting from a multidisciplinary work that integrates ranging areas such as informatics, electronics and mechanics. The development of this vehicle started in 1997 with the objective of participation in the international race Shell Eco-Marathon. At this moment, a new platform is being developed, Hammershark, in order to create an innovator vehicle, both in terms of building techniques and final capabilities, in order to overcome Icaro. One of the most innovating features that it is expected to achieve is autonomous driving, with the support of computer vision among other methods of sensory perception. This thesis addresses the topic of computer vision for autonomous driving, discribing in general the techniques commonly used to achieve this goal. Thus, the work is not intended specifically for use in the Shell Eco-Marathon, but in all types of environments. The aim is to develop an exploratory study and synthesis of knowledge on the subject, proposing solutions whenever possible. The main tasks of an autonomous driving system based on computer vision can be divided into two main categories: detecting track side limits and obstacles. To perform these two tasks is also necessary an auxiliary one, that is identify the area that defines the track in order to facilitate the detection of its boundaries and the obstacles which are located on it. This work is then divided into these 3 major categories, where various methodologies are studied, proposing, whenever possible, solutions that can achieve the goals.