4. An´ alisis y validaci´ on de reglas en una M´ aquina de Inferencia
4.3. Estados del Sistema con su dise˜ no de reglas en la M´aquina de Inferencia
Figura 4.5:Vista superior al frente del VA y sus capas de evaluaci´on para activar las reglas en la M´aquina de Inferencia por zona
Tambi´en se ilustra las zonas de evasi´on coloreadas para comprender mejor su di- visi´on caracter´ıstica junto con sus l´ımites en los cuales se dispara las respuestas reflejas programadas en la interfaz (Nota: En la interfaz no se colorea las zonas de divisi´on solo es ilustrativo).
4.3
Estados del Sistema con su dise˜no de reglas en
la M´aquina de Inferencia
En cada ciclo de detecci´on la informaci´on del Sensor L´aser se evalua siguiendo las reglas de la M´aquina de Inferencia [Hernandez 02], las cuales estan jerarquizadas en capas.
La Figura 4.6 muestra el diagrama de estados de decisi´on que representa el sistema de respuestas reflejas implementado en la M´aquina de Inferencia y programado en la interfaz gr´afica.
42 Cap´ıtulo 4. An´alisis y validaci´on de reglas en una M´aquina de Inferencia
Figura 4.6:Diagrama de estados del Sistema de Respuestas Reflejas
En la primera capa se determina la zona en la cual se ha detectado un objeto. Para los fines pr´acticos de esta investigaci´on se han definido 13 m´odulos sobre la trayectoria planeada, a continuaci´on se explica el proceso modular en forma de recuadros sobre los l´ımites de toda la trayectoria planeada.
4.3.1
Validaci´on Modular implementada sobre los l´ımites de
la Trayectoria planeada
La validaci´on y dise˜no de los m´odulos se implemento en base al comportamiento que presenta la trayectoria curva mostrada en la Figura 4.2. El primer m´odulo en forma de recuadro abarca toda la abertura de deteccion en la zona de frenado tomada en base a la velocidad crucero y distancia de frenado del VA, la cual est´a definida dentro 0 - 5 mts. de distancia como se ilustra en la Figura 4.7. A partir entonces los siguientes m´odulos son implementados por el comportamiento la curva planeada sobre el plano de coordenadas (ρ,θ); es decir, se define cada m´odulo en forma de recuadro delimit´andolo en base a los puntos extremos izquierdo y derecho de la trayectoria curva. As´ı al tomar de los extremos de la curva cada dos puntos, se dise˜no cada m´odulo obteniendo un total de 13 m´odulos a lo largo de toda la trayectoria planeada. Cualquier objeto es sensado
4.3. Estados del Sistema con su dise˜no de reglas en la M´aquina de Inferencia 43
en las zonas modulares, activar´a el indicador reflejo dependiendo del m´odulo en el que se ubique el obst´aculo, evaluando el riesgo de colisi´on, mediante reglas.
Figura 4.7:M´odulos aplicados sobre los l´ımites de la trayectoria planeada del VA
Jer´arquicamente, la zona de frenado corresponde a la de mayor zona de prioridad por razones de riesgo y seguridad. Los m´odulos del 2 al 13 estan definidos dentro de la regi´on central sobre la trayectoria trazada y corresponde a una regi´on posible para iniciar el arranque o posible avance del VA.
La Figura 4.8 ilustra el comportamiento de la curva formando una p´ıramide modular en forma jer´arquica con todos sus l´ımites de distancia de cada m´odulo aplicada sobre la trayectoria planeada y activar los estados de decisi´on del m´etodo de respuestas reflejas. El benefico de tener 13 m´odulos es activar las zonas lo mas fiel posible en base a las curvas caracter´ısticas que presenta los l´ımites de la trayectoria planeada, el dise˜nar menos m´odulos genera mayor imprecisi´on a la hora de detectar los obst´aculos sobre los l´ımites de esta trayectoria predefinida. As´ı tambi´en el aumentar m´as m´odulos genera un mayor c´alculo de procesamiento, lo que reduce el tiempo de respuesta de la acci´on refleja.
Figura 4.8: P´ıramide jer´arquica con sus l´ımites a distancia aplicados a cada m´odulo; a lo largo de toda la trayectoria planeada del VA
44 Cap´ıtulo 4. An´alisis y validaci´on de reglas en una M´aquina de Inferencia
L´aser se eval´ua y procesa siguiendo las reglas planteadas en el sistema dentro de una M´aquina de Inferencia , las cuales est´an jerarquizadas en estados de decisi´on con sus respectivas alarmas indicadoras de un determinado color caracter´ıstico para la identificaci´on inmediata del obst´aculo, m´ovil (color verde, amarillo y rojo) o fijos (color naranja).
Como parte fundamental se ilustra en la tabla 4.1 esta serie de combinaciones codificadas para disparar los diferentes eventos que se encuentren en los umbrales pre- determinados para cada zona y m´odulos sobre la trayectoria a realizar.
Zona Detectada Trayectoria Indicador Indicador Zona Zona Zona Zona definida en de objetos de objetos
Izq. Central Der. Paro M´odulos Fijos M´oviles
X X X 1 1 No arrancar. No arrancar.
Recalcular Esperar trayectoria
0 0 0 0 2 - 13 Arrancar hacia Arrancar hacia
la meta la meta
0 0 1 0 2 - 13 Arrancar, Obj. Arrancar, Obj.
en la derecha en la derecha
0 1 0 0 2 - 13 No arrancar. Objeto m´ovil,
Recalcular girar a la Izq. trayectoria o a la der.
0 1 1 0 2 - 13 No arrancar. Girar a la
Recalcular Izquierda trayectoria
1 0 0 0 2 - 13 Arrancar, Obj. Arrancar, Obj.
en la izq. en la izq.
1 0 1 0 2 - 13 Arrancar, Obj. Arrancar, Obj.
en Izq. y Der. en Izq. y Der.
1 1 0 0 2 - 13 No arrancar. Girar a la Recalcular Derecha trayectoria 1 1 1 0 2 - 3 No arrancar. Bloqueo, Recalcular no arrancar trayectoria 1 1 1 0 4 - 13 No arrancar. Arrancar y
Recalcular avanzar con trayectoria cautela
Tabla 4.1: Codificaci´on de eventos para el Sensor L´aser con sus posibles alarmas
El segunda capa de las reglas en la M´aquina de Inferencia se enm´ascara la zona de detecci´on de obst´aculos fijos y m´oviles de acuerdo con la modularidad
4.3. Estados del Sistema con su dise˜no de reglas en la M´aquina de Inferencia 45
empleada sobre la trayectoria. Si se detecta sobre la zona de paro o frenado un obst´aculo m´ovil se activara la alarma de no arrancar y esperar; pero si detecta un obst´aculo fijo en cualquiera de los m´odulos de la trayectoria donde se interrumpa el seguimiento del arranque del VA se activar´a el aviso de no arrancar y recalcular la trayectoria, ya que la trayectoria se vuelve irrealizable. En cambio si los objetos m´oviles se encuentran fuera de la zona central se activa la alarma de arrancar a la meta. Por ejemplo, si consideramos que la zona central detecta un obst´aculo fijo o m´ovil, y el obst´aculo actual sobre la direcci´on del recorrido se encuentra dentro del rango de los m´odulos de percepci´on de dicha zona, entonces se dispar´a un indicador del posible evento de respuesta refleja. En cambio, si el objeto esta fuera del campo de percepci´on modulada de la zona central, entonces se activa un indicador de continuar con el arranque por lo que no existen cambios en las alarmas de prevenci´on. Solo se puede activar una alarma a la vez en cada imagen lineal de profundidad, si en determinado momento se activan varias alarmas por la diferecia de im´agenes que se presenten sobre la trayectoria planeada se activa siempre la de mayor prioridad. Los objetos fijos presentan mayor prioridad sobre todos los dem´as obst´aculos activando ´
unicamente esa alarma indicadora. Sin embargo, sino existe obst´aculos fijos sobre la trayectoria entonces se activa la alarma del objeto m´ovil que este m´as cercano a la zona de frenado, y as´ı sucesivamente se activan las diferentes alarmas dependiendo de donde se localice el obst´aculo m´ovil.
La tercer capa de evaluaci´on utiliza la informaci´on de las cinco zonas priorizadas o regiones (Figura 4.5), para determinar si existen espacios libres por los cuales se pueda realizar una posible evasi´on o si existe un bloqueo total del seguimiento de percepci´on durante el recorrido. Adem´as, si activa una alarma de girar a la derecha o a la izquierda, entonces s´olo se activan las zonas de la derecha o de la izquierda respectivamente. Los umbrales que determinan la activaci´on de uno u otro evento del sensor est´an definidos por la direcci´on en la que se encuentran los m´odulos antes de iniciar el avance del VA al momento de percibir un obst´aculo.
Las zonas de evasi´on est´an comprendidas entre los l´ımites 5, 13 y 30 metros de distancia; los cuales se dividen en las zonas izquierda, central, y derecha representada durante toda la trayectoria planeada y los obst´aculos detectados en ellas representan posibles obst´aculos para activar el arraque o no arrancar.
En este modelo de percepci´on se tienen 2 entradas posibles al sistema de respuesta reflejas, cada uno para disparar uno de las cinco posibles acciones indicadoras como son: girar a la derecha, girar a la izquierda, bloqueo, arrancar con cautela o no arrancar el VA o solo le indica arrancar a la meta si no existe ning´un evento por lo que no hay cambios.
Finalmente, la cuarta capa de evaluaci´on de las reglas en la M´aquina de Inferencia suponiendo que el VA esta est´atico. Se utiliza la informaci´on de los m´odulos 2 al
46 Cap´ıtulo 4. An´alisis y validaci´on de reglas en una M´aquina de Inferencia
13, para determinar si existen obst´aculos m´oviles muy cercanos a la zona de paro (M´odulos 2 y 3) se activa la indicaci´on de no arrancar; si el obst´aculo se ubica dentro de los m´odulos 4 y 13 se activa la alarma de arrancar y arrancar con cautela.
En este ´ultimo indicador se decide la respuesta refleja que se ejecutar´a como acci´on indicativa, ante la detecci´on de un obst´aculo en las zonas de pr´oximas o cercanas al VA y en la direcci´on de arranque. La zona libre corresponde al espacio libre que se encuentra a m´as de 30 m del veh´ıculo. Cuando se detecta un objeto en esta zona no se dispara ningun indicador de evasi´on porque se considera que no representa ning´un riesgo durante la ejecuci´on de la trayectoria planeada para el VA.