Algoritmos para la detección de obstáculos en un entorno todoterreno mediante LiDAR

Resumen

Las funciones de conducción autónoma o semiautónoma de vehículos terrestres implican una supervisión precisa y detallada del entorno con el fin de detectar áreas transitables y posibles obstáculos. Para ello, se puede recurrir a diferentes tecnologías, entre las que se encuentra el LiDAR o láser rotativo. Para dicha tecnología, se han desarrollado en el pasado numerosos algoritmos que permiten la detección de obstáculos con robustez en entornos de carretera y urbanos. Sin embargo, no son tan comunes las aplicaciones en las que se trata de detectar obstáculos o zonas no transitables en entornos todoterreno. Además, el uso de sensores de coste más reducido, obliga a adoptar soluciones específicas que palíen las limitaciones que pueden entrañar bajas resoluciones, por ejemplo. En este trabajo, se presentan los algoritmos para la detección de resaltes o zanjas en la circulación todoterreno con el fin de avisar al conductor o actuar automáticamente sobre el vehículo empleando un escáner láser 3D VLP-16. Estos algoritmos han sido implementados sobre un vehículo táctico militar con capacidades de movimiento teleguiado o autónomo guiado por waypoints y se han probado, mostrando su respuesta satisfactoria en entornos de carretera ante vehículos o peatones y en entornos fuera de carretera ante zanjas, montículos, fosos y otros elementos que impiden la circulación. De esta forma, el vehículo es capaz de navegar sin conductor y detectar zonas que estima que son potencialmente peligrosas, deteniéndose de forma automática y avisando a un operador que puede evaluar la situación de forma remota. La contribución novedosa del artículo reside en el desarrollo de una configuración de percepción para entornos todoterreno, teniendo en cuenta los obstáculos que se pueden encontrar y las características de la marcha, así como la programación e implementación y prueba en condiciones reales de algoritmos específicos. Esta configuración y algoritmos deben contemplar situaciones diferentes que la circulación por carretera, por lo que los algoritmos clásicos para tal entorno no son directamente extrapolables. Además, la solución ha sido ensayada sobre un vehículo automatizado por el equipo de investigación en sus capas de control de alto y bajo nivel.