Técnicas difusas y evolutivas para el control de vehículos en entornos reales y virtuales

Resumen

A pesar de que los vehículos son cada vez más seguros, el número de fallecidos en carretera aumenta año tras año. Por otro lado, nos encontramos con que las vías de circulación están cada vez más saturadas, y la posibilidad de construir más vías se hace poco a poco, menos posible. Esto hace que la tendencia actual sea la de añadir al vehículo sistemas con la capacidad de tomar el control en determinadas situaciones, con el fin de reducir el número de accidentes y permitir un mejor aprovechamiento de las vías de circulación. Todo ello con la vista puesta siempre en una futura automatización de todas las posibles situaciones derivadas de la conducción. En esta tesis se presentan tres aplicaciones prácticas de la Soft Computing en el campo de los vehículos autónomos. En primer lugar se presenta un controlador difuso capaz de controlar el acelerador y freno de un vehículo autónomo a bajas velocidades, haciéndolo apto para su uso en entornos urbanos. En segundo lugar, mediante algoritmos genéticos, se optimizará un conjunto de controladores difusos encargados de controlar el volante del vehículo. En tercer lugar se diseñará e implementará una arquitectura de conducción completa, capaz de controlar un vehículo simulado en condiciones competitivas, dicha arquitectura dispondrá de un núcleo difuso encargado de calcular la velocidad máxima permitida en función de la trazada de la pista. Las tres aplicaciones han sido diseñadas e implementadas con lógica difusa como base, dado que la conducción de vehículos no deja de ser una tarea fácilmente descriptible mediante sentencias del tipo "si el vehículo está desviado hacia la izquierda mueve el volante hacia la derecha". Por otra parte, las tres aplicaciones han sido probadas, reportando excelentes resultados. En los casos de vehículos reales (control de pedales y volante), la bondad de los controladores ha sido comparada con conductores humanos, mostrando que, si bien es sumamente difícil manejar un vehículo de manera óptima, las técnicas de soft computing permiten alcanzar (incluso mejorar) el comportamiento de las personas al volante. En el caso de la arquitectura para entornos competitivos simulados, ésta ha sido probada tanto con una amplia experimentación de laboratorio, donde se ha comparado con otras alternativas existentes, y compitiendo en un campeonato virtual, donde participaron hasta trece propuestas provenientes de distintos centros de investigación, así como haciendo uso de diferentes técnicas de inteligencia artificial y control; resultando la propuesta ganadora de tal evento.