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Integración de sensores doppler para el cálculo de odometría en vehículos aéreos

Abstract

Este documento recoge el estudio y análisis de la posibilidad de integración de sensores Doppler de bajo coste en vehículos aéreos no tripulados para el cálculo de la velocidad y la posición en interiores, de forma que no sea necesaria la utilización de otras formas de navegación no autónomas. Para ello se utiliza un sensor Doppler junto con un Arduino, a través del cuál será posible calcular la frecuencia Doppler y de ahí la velocidad. Se han utilizado distintas librerías y funciones con el fin de ver cuál de ellas es la más favorable para nuestro objetivo. Para comprobar la veracidad de los resultados ha sido posible realizar experimentos en una habitación de “Motion-tracking” de forma que se ha podido comparar resultados precisos de velocidad recogidos por una cámara con los obtenidos del sensor. Prácticamente lo que se estudia es una manera de abaratar costes para la navegación autónoma en interiores.

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Integración de sensores doppler para el cálculo de odometría en vehículos aéreos

Author: Ortiz Ronda, Juan Carlos
Year: 2016
Source: https://idus.us.es/bitstreams/866d51b8-7f69-4b28-8f66-ec808ce116c7/download
i
Equa ion Chap e 1 Sec ion 1
T abajo Fin de G ado
G ado en Ingenie ía Ae oespacial
In eg ación de senso es dopple pa a el cálculo de
odome ía en ehículos aé eos
Au o : Juan Ca los O iz Ronda
Tu o es: Jesús Capi án Fe nández
Fe nando Caballe o Bení ez
Dep. de Ingenie ía de Sis emas y Au omá ica
Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía
Uni e sidad de Se illa
Se illa, 2016
ii
iii
T abajo Fin de G ado
G ado en Ingenie ía Ae oespacial
In eg ación de senso es dopple pa a el cálculo de
odome ía en ehículos aé eos
Au o :
Juan Ca los O iz Ronda
Tu o es:
Jesús Capi án Fe nández
P o eso Ayudan e Doc o
Fe nando Caballe o Bení ez
P o eso Con a ado Doc o
Dep. de Ingenie ía de Sis emas y Au omá ica
Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía
Uni e sidad de Se illa
Se illa, 2016
i
T abajo Fin de G ado: In eg ación de senso es dopple pa a el cálculo de odome ía en ehículos aé eos
Au o :
Juan Ca los O iz Ronda
Tu o es:
Jesús Capi án Fe nández
Fe nando Caballe o Bení ez
El ibunal nomb ado pa a juzga el P oyec o a iba indicado, compues o po los siguien es miemb os:
P esiden e:
Vocales:
Sec e a io:
Acue dan o o ga le la cali icación de:
Se illa, 2016
El Sec e a io del T ibunal

i
ii
A mi amilia
A mis maes os
iii
ix
Ag adecimien os
En p ime luga me gus a ía ag adece a mi u o , Jesús, po habe me dado la opo unidad de abaja en es e
p oyec o, como ambién a Fe nando, así como a odos los maes os y p o eso es que me han ido o mando
desde que e a pequeño has a el día de hoy.
En segundo luga ag adece a mis pad es po apoya me en odo momen o, aconseja me lo mejo posible y
deposi a una eno me con ianza en mí, b indándome la opo unidad de es udia lo que me gus a.
También ag adece a mi he mana, que segu o es a á o gullosa de su he mano.
A mi pa eja po su paciencia y ca iño, animándome y apoyándome cada ez que lo he necesi ado.
Y po úl imo, a aquellas pe sonas que he conocido a lo la go de es os años de ca e a, con quien he compa ido
buenos y malos momen os.
Todos o máis pa e de es e abajo y sin oso os no hubie a sido posible, muchas g acias.
Juan Ca los O iz Ronda
Se illa, 2016
x i
ÍNDICE DE FIGURAS
Figu a 1-1: Mapa ealizado con ecnología LIDAR 1
Figu a 2-1: Obse ación del e ec o Dopple en la si ena de una ambulancia 3
Figu a 2-2: Haz del ada Dopple 4
Figu a 2-3: Rada p ima io (izquie da) y ada secunda io (de echa). 5
Figu a 2-4: T ansmisión de onda con inua a una cie a ecuencia 5
Figu a 2-5: T ansmisión de un ada de impulsos cohe en e 6
Figu a 2-6: T ansmisión y ecepción de ada CW-FM 7
Figu a 2-7: T ansmisión y ecepción en ada CW-FM con des iación Dopple 7
Figu a 4-1: Senso X-Band Mo ion de Pa allax 9
Figu a 4-2: Pa ón de adiación ho izon al y e ical de la an ena PCB 10
Figu a 4-3: Diag ama de bloques de las placas del senso Dopple 10
Figu a 4-4: Espec o ípico de una señal Dopple 11
Figu a 4-5: Ángulo 𝜽 dependiendo de la di ección de la p opagación de la señal y el mo imien o 11
Figu a 4-6: A duino Leona do 12
Figu a 4-7: Pa e supe io del mon aje 12
Figu a 4-8: Pa e in e io del mon aje 13
Figu a 4-9: In e az del IDE de A duino 13
Figu a 4-10: In e az de RealTe m con isualización del pue o se ie 14
Figu a 5-1: T en de pulsos en la salida del senso Dopple 15
Figu a 5-2: Diag ama de lujo del uncionamien o del p og ama 15
Figu a 5-3: Di e encia en e F eqCoun y F eqMeasu e 19
Figu a 5-4: Pa e on al de la placa de desa ollo Teensy 3.2 22
Figu a 5-5: Pa e ase a de la placa de desa ollo Teensy 3.2 22
Figu a 6-1: T iángulo de elocidades 24
Figu a 6-2: Ejes cue po de un ehículo aé eo 24
Figu a 6-3: Descomposición de elocidad 24
Figu a 6-4: Con igu ación de Dopple con dos haces 25
Figu a 6-5: Tipos de o mación Janus 25
Figu a 6-6: Con igu ación JANUS de es haces, la más óp ima 26
Figu a 6-7: O ien ación de la ae ona e 28
Figu a 7-1: Rep esen ación de elocidades median e F eqCoun e 29
Figu a 7-2: Rep esen ación elocidades median e F eqCoun e con educción de mues as 30
Figu a 7-3: Rep esen ación del e o con el mé odo F eqCoun e 31
Figu a 7-4: Rep esen ación de elocidades median e F eqCoun 32

x ii
Figu a 7-5: Rep esen ación elocidades median e F eqCoun con educción de mues as 32
Figu a 7-6: Rep esen ación del e o con el mé odo F eqCoun 33
Figu a 7-7: Rep esen ación de elocidades median e F eqMeasu e 34
Figu a 7-8: Rep esen ación elocidades median e F eqMeasu e con educción de mues as 34
Figu a 7-9: Rep esen ación del e o con el mé odo F eqMeasu e 35
Figu a 7-10: Rep esen ación de elocidades median e PulseIn 36
Figu a 9-1: Diag ama de lujo de p og ama básico en A duino 38
x iii
1
1 INTRODUCCIÓN
oy en día exis en di e en es mé odos de na egación pa a los ehículos aé eos, de los cuales los más
usados son el GPS y la unidad de medidas ine ciales. Pa a es os dos, se suele ealiza una usión
median e un il o, ya sea de Kalman u o o, de o ma que la posición sea es imada de una mane a más
p ecisa. Sin emba go, cuando en un pequeño ehículo se desea es ima la posición en el in e io de edi icios, la
na egación po GPS es imposible debido a la g an pé dida de po encia de la señal GPS cuando a a iesa
pa edes, suelos y o os obje os.
Es posible a pa i de un pun o conocido u iliza los acele óme os y gi óscopos que incluye la IMU pa a
es ima la posición, pe o es o no es a o able ya que comp ende la doble in eg ación de las medidas de
acele ación con el consiguien e aumen o del e o , cuyo alo c ece con o me sea mayo el iempo que se
ealice la in eg ación. Es debido a que se suele auna jun o con o o sis ema, de los cuales habla emos a
con inuación.
Se denominan IPS (Indoo Posi ioning Sys em), y son sis emas de posicionamien o pa a in e io de edi icios
que pe mi en localiza un obje o median e ecnología óp ica, de adio ecuencia, e incluso ul asónica. Es os
pueden se in eg ados jun o con la IMU pa a ob ene una mayo p ecisión. [1]
Cabe des aca , que den o de los sis emas de na egación, es os pueden se au ónomos o no au ómos, siendo los
au ónomos aquellos que no dependen de ningún senso ex e io que mande in o mación hacia el mó il pa a
pode posiciona se y los no au ónomos aquellos que no necesi an de ningún senso ex e no ya que les es
su icien e con los equipados a bo do. De en e los sis emas no au ónomos podemos encon a el
posicionamien o po Wi-Fi que necesi a de di e en es pun os de acceso pa a medi la in ensidad de la señal
ecibida y localiza el obje o median e iangulación. O o de ellos es la na egación po isión, la cuál necesi a
de unas e e encias o ma cado es isuales, undamen o en el que se basa la cáma a de “Mo ion- acking” que
u iliza emos pa a nues as p uebas expe imen ales.
En cuan o a los sis emas au ónomos encon amos la na egación median e campo magné ico. Sin emba go es a
necesi a de un mapa ealizado p e iamen e del campo magné ico del á ea y es muy suscep ible a
in e e encias.
Ac ualmen e se es án desa ollando di e sas écnicas dis in as de las an e io es comen adas u lizando
ecnología basada en láse . Es el caso de la ecnología LIDAR, que pe mi e de e mina la dis ancia desde un
emiso láse a un obje o o supe icie u ilizando un haz láse pulsado. Es a dis ancia al obje o se de e mina
midiendo el iempo de e aso en e la emisión del pulso y su de ección a a és de la señal e lejada. Es así
como es posible c ea mapas del en o no, como po ejemplo, mapas de in e io es de edi icios. Si se ealizan
a ias mediciones de dis ancia en un in e alo de iempo, es posible calcula la elocidad de mo imien o del
ehículo, que es el obje i o inal del es udio. Sin emba go, su al a p ecisión se aduce en un al o cos e.
Figu a 1-1: Mapa ealizado con ecnología LIDAR
H
2
Es po ello, que se quie e busca o o mé odo que pe mi a el cálculo de la odome ía, es deci , la posición del
ehículo, de modo que sea más ba a o y menos complejo de implemen a que la ecnología LIDAR. Es o es
posible a a és del uso del e ec o Dopple median e un senso que pe mi a calcula la elocidad del mó il. En
es o es en lo que se undamen a el p esen e abajo y es lo que abo da emos en los siguien es capí ulos.
Po an o, si se cumple la posibilidad de u iliza el senso Dopple pa a la na egación in e io , se á ú il su
implemen ación en UAV’s de bajo cos e, pe mi iendo aba a a su cons ucción po pa e de las emp esas
ob eniendo así de un sis ema de na egación au ónomo cuya p ecisión puede mejo a se median e su unión
jun o con o os senso es median e un il o de Kalman.
Una ez ob enida la elocidad, si es a es bas an e p ecisa es posible u iliza la in eg ación pa a ob ene el
desplazamien o del mó il y pe mi i así el posicionamien o en in e io es.
3
2 FUNDAMENTOS DEL EFECTO DOPPLER
a o ma po la que se a a calcula la elocidad es median e la aplicación del e ec o Dopple . Exis en
dis in as mane as de u iliza es a écnica dependiendo del modo en el que el emiso ansmi a la onda.
Un senso Dopple es un ipo de ada , po an o, a con inuación se explica á el undamen o del mismo y
los dis in os ipos de ada que pueden halla se.
2.1. E ec o Dopple
En p ime luga , ya que el abajo se basa en la écnica Dopple , explica emos los undamen os de la misma.
[2]
El e ec o Dopple es un enómeno p oducido du an e la obse ación ísica de las ondas. Se p oduce cuando la
uen e emiso a de ondas y el obse ado se encuen an en mo imien o ela i o con espec o al medio ma e ial
en el que se p opaga; la ecuencia de las ondas obse adas es dis in a a la ecuencia de las ondas emi idas po
la uen e. Es a a iación es lo que p oduce el llamada e ec o Dopple y la des iación en la ecuencia suele
llama se ecuencia Dopple . Es a elación en e la ecuencia obse ada y la ecuencia emi ida iene dada po
la siguien e ecuación: 𝑓=(𝑐+𝑣𝑟
𝑐+𝑣𝑠)𝑓0 (2-1)
Siendo:
- 𝑓 la ecuencia emi ida.
- 𝑓0 la ecuencia obse ada.
- 𝑐 la elocidad de la luz: 3·108 𝑚/𝑠.
- 𝑣𝑟 es la elocidad del ecep o en elación con el medio, posi i a si el ecep o se mue e hacia el
emiso .
- 𝑣𝑠 es la elocidad de la uen e con espec o al medio, posi i a si la uen e se aleja del ecep o .
Es e a gumen o es aplicable a cualquie ipo de ondas, ya sean ondas magné icas, sono as… Po ejemplo, pa a
el caso de las ondas sono as, podemos pone como ejemplo la si ena de una ambulancia [3] que pasa po
delan e de noso os. Si la ambulancia se ace ca a cie a elocidad, la escucha emos cada ez más con un ono
más agudo que el eal, debido a que la ecuencia a aumen ando. En cambio, si se aleja de noso os, la
escucha emos más g a e y po an o la ecuencia de las ondas sono as disminuye, al y como se mues a en la
siguien e imagen.
Figu a 2-1: Obse ación del e ec o Dopple en la si ena de una ambulancia
L

4
En es e caso, como el ecep o y el emiso son los mismos ya que se encuen an ambos en el ehículo, y
además, como la señal ansmi ida hace el mismo camino que la ecibida po se un ada p ima io, é mino
que se explica á en el siguien e subapa ado, 𝑣𝑟= −𝑣𝑠. La ecuación queda en onces de la siguien e o ma.
𝑓=(1+𝑣𝑟
𝑐
1−𝑣𝑟
𝑐)𝑓0 (2-2)
∆𝑓= 𝑓− 𝑓0= (1+𝑣𝑟
𝑐
1−𝑣𝑟
𝑐)𝑓0−𝑓0= 𝑓0(1+𝑣𝑟
𝑐
1−𝑣𝑟
𝑐−1) (2-3)
∆𝑓=2𝑣𝑟
𝑐
1−𝑣𝑟
𝑐𝑓0 (2-4)
Siendo ∆𝑓=𝑓−𝑓0, la des iación de ecuencia o ecuencia Dopple . Como 𝑣𝑟
𝑐≪1:
∆𝑓=2𝑣𝑟
𝑐𝑓0 (2-5)
Aho a bien, si el mo imien o no es colineal con la ayec o ia de las ondas del senso , la elocidad a ía en
unción del ángulo que o man las ondas con el mo imien o del ehículo.
Figu a 2-2: Haz del ada Dopple
𝑣𝑟=𝑣·cos𝛾 (2-6)
De es a o ma, la ecuación queda ía:
∆𝑓=2𝑣𝑐𝑓0cos𝛾 (2-7)
Po o o lado, como 𝑐𝑓 es igual a la longi ud de onda λ, es a úl ima ecuación se pod á esc ibi como:
∆𝑓=2𝑣
𝜆cos𝛾 (2-8)
Donde λ es la longi ud de onda de la señal ansmi ida.
5
Resumiendo, cuando mon emos el senso en el obo , es e ansmi i á una señal en una ecuencia. Es as ondas
ebo a án en las pa edes y ol e án al senso , que ecibi á la señal. Si el obo se encuen a pa ado, la
ecuencia ansmi ida y ecibida se án la misma po lo que no se de ec a mo imien o y la elocidad es nula.
No obs an e, si el obo se encuen a en mo imien o, la ecuencia ecibida se á de unos he zios mayo o
meno de la ansmi ida, y po an o se de ec a que se ha mo ido y es posible calcula la elocidad.
A con inuación, se explica á más en de alle en qué consis e el ada [4] y los di e en es ipos que exis en,
donde inclui emos nues o senso .
2.1 Tipos de Rada
En p ime luga , hay que di e encia en e los ada es p ima ios y secunda ios. Un ada p ima io es aquel que
unciona con independencia del blanco, en el que su uncionamien o se basa en el eco de la señal. En cambio,
un ada secunda io es aquel que manda una señal al blanco, lo in e oga y es e esponde con o a señal.
Figu a 2-3: Rada p ima io (izquie da) y ada secunda io (de echa).
Se pueden encon a dis in os ipos de ada dependiendo de cómo se ansmi a la onda. En unción de cómo
sea, es e pe mi e calcula la elocidad y/o la dis ancia. T as el siguien e pá a o se explica á de alladamen e
como es cada uno de ellos.
O o de los concep os impo an es es el RCS (Rada C oss Sec ion) o Co e T ans e sal de Rada e indica en
un blanco cuál es el á ea e ec i a de és e que pe mi e e leja pa e de la po encia de la señal inciden e hacia el
ansmiso . Es una medida que pe mi e sabe cuán de de ec able es un obje o median e ada . Po an o, un
RCS mayo indica que el obje o es más ácil de de ec a . En el caso del senso Dopple , se necesi a que se
enga un RCS al o a la ho a de e leja la señal. Como es e es a á o ien ado hacia el suelo, no hab á p oblema
en cumpli es e equisi o.
2.2.1. Rada de Onda Con inua (CW)
Es e es el más simple de odos y el más ba a o de implemen a ya que el Tx, es deci , el ansmiso , en ía
con inuamen e y el Rx, el ecep o , ecibe con inuamen e. Una o ma de onda con inua pu a solamen e si e
pa a medi elocidad adial po e ec o Dopple , po lo que iene sus limi aciones a la ho a de medi dis ancia.
Pa a pode medi las con un ada CW es necesa io modula lo, po ejemplo, median e modulación FM lineal
con la que pueda ealiza se una ma ca de pulso. Aunque de es o se habla á en el ada CW-FM que
explica emos en b e es.
Figu a 2-4: T ansmisión de onda con inua a una cie a ecuencia
6
De es e ipo es nues o senso Dopple , es un ada de onda con inua que ansmi e una señal a una ecuencia
especi ica sin in e upciones a la ez que ecibe el eco.
2.2.2. Rada de Impulsos
Es e ipo de ada emi e un en pe iódico de pulsos y de ec a los ecos e lejados po los blancos. El iempo
anscu ido en e la emision y la ecepción de un pulso esuel e la dis ancia al blanco según la o mula:
𝑅=𝑐𝑇
2 (2-9)
Siendo c la elocidad de la luz y T el iempo anscu ido en e emisión y ecepción.
Si la emisión y la ecepción son cohe en es, es deci , conse an la ase de po ado a, es posible de e mina la
ecuencia Dopple y medi la elocidad ela i a del blanco. Pa a ello aplican el e ec o Dopple al y como lo
conocemos, aplicando la o mula 2-7.
Figu a 2-5: T ansmisión de un ada de impulsos cohe en e
2.2.3. Rada CW-FM
Es e es un ipo especial de ada que en ía una señal con inua como el ada CW. Sin emba go, a di e encia de
es e ul imo, es a se en ía con modulación lineal en ecuencia du an e un in e alo 𝑇𝑚. Los ecos se eciben de
modo con inuo, sin in e umpi la ansmisión. La señal ecibida se mezcla en el ecep o con la señal
ansmi ida y el esul ado pasa po un il o paso bajo pa a p oduci una supe posición de ecuencias 𝑓𝑏=
𝑓𝑇𝑋−𝑓𝑅𝑋, denominado ecuencia de ba ido. A pa i de es a, es posible conside ando el es o de
ca ac e ís icas de la señal como pa áme os, calcula la dis ancia al blanco, aplicando la siguien e o mula:
𝑅= 𝑐𝑇𝑚
2𝑓𝑏
∆𝑓 (2-10)
Un ada FMCW es la o ma más simple de ada de impulsos dopple . El “impulso” en es e caso a desde el
inicio de la modulación has a su inal, es deci , pulsos de Tm, sin sepa ación en e ellos.
7
Figu a 2-6: T ansmisión y ecepción de ada CW-FM
Como 𝑇𝑚 es el iempo en e pulsos iangula es, la máxima dis ancia a un blanco que un ada FM-CW puede
medi sin ambigüedades es:
𝑅𝑚á𝑥=𝑐𝑇𝑚
2 (2-11)
Es deci , la máxima dis ancia es aquella que pe mi e a la señal la ida y uel a a la elocidad de la luz an es de
que se comience a ansmi i el siguien e pulso modulado. Si el blanco se encuen a en mo imien o, la o ma
de onda de ec ada end á un desplazamien o Dopple en ecuencia. A pa i de es o, se ía posible calcula la
elocidad.
Figu a 2-7: T ansmisión y ecepción en ada CW-FM con des iación Dopple
Po an o, con un ada de onda con inua modulado en FM es posible de ec a an o la elocidad como la
dis ancia al blanco.
14
Po o o lado, pa a la isualización de da os se ha conside ado mejo el so wa e denominado RealTe m, ya
que pe mi e lee el pue o se ie del A duino así como pode cap u a los da os pa a pos e io men e gua da los
en un a chi o de ex o y p ocesa los en Ma Lab.
Figu a 4-10: In e az de RealTe m con isualización del pue o se ie

15
5 ESTUDIO DEL PROBLEMA
ez p esen ados los componen es de los que se dispone, es necesa io ealiza la p og amación del
mic ocon olado pa a que és e pe mi a ob ene la ecuencia del pin de salida del senso Dopple , y a
pa i de ahí calcula la elocidad. Como se ha comen ado an e io men e, nues o senso mues a po el
pin de salida un en de pulsos con ecuencia a iable que oscila con alo es HIGH y LOW. Po an o,
end emos que desa olla un código que pe mi a obse a esa oscilación y mos a nos el núme o de eces que
cambia en un in e alo de iempo p e ijado. Pa a ello hemos in es igado y hemos dado con di e en es lib e ías
y unciones que son aplicables a nues o p oblema.
Figu a 5-1: T en de pulsos en la salida del senso Dopple
An es de explica en qué consis e el código, se ecomienda e en el Anexo A el uncionamien o y la
es uc u a de un p og ama en A duino con el obje i o de en ende mejo lo que iene a p io i. [Ve Anexo A]
És e es á compues o p incipalmen e de cua o bloques, de los cuales sólo uno de ellos cambia dependiendo de
la lib e ía o unción u ilizada pa a el cálculo de la ecuencia. Se p esen a un diag ama de lujo que puede
acla a las ideas sob e es e apa ado, el cual quie e explica que una ez se inicia la comunicación con el
A duino, es e espe a a que se de ec e mo imien o pa a con inua con el p og ama.
Figu a 5-2: Diag ama de lujo del uncionamien o del p og ama
U
16
El uncionamien o de cada bloque lo de alla emos a con inuación:
1) Bloque de Inicio: Se inicia la comunicación con el A duino a una asa de 115200 baudios. Además, se
es ablecen que pines son los de en ada y salida de da os al senso . También se c ean las a iables que
an a se u ilizadas en el p og ama. Un ejemplo de es e bloque se ía el siguien e:
2) Bloque de Espe a: Se inicia el senso esc ibiendo en el pin EN a HIGH. Se espe a a que de ec e
mo imien o pa a pone se a unciona y de ec a la ecuencia. Se hace median e un bucle while que
no deja a anza has a que el senso no modi ique el pin de salida. Pa a más in i, se mues a un
ejemplo a con inuación.
3) Bloque de Cálculo: Es e bloque es di e en e pa a cada uno de los códigos. Se calcula la ecuencia del
pulso y se gua da en una a iable. Se de alla á su uncionamien o en los apa ados pos e io es.
4) Bloque de Velocidad: Se calcula la elocidad aplicando la siguien e ó mula, que esul a de despeja
la elocidad de la ecuación 4-1. 𝑉= 𝐹𝑑·𝑐
2·𝐹𝑡·cos𝜃 (5-1)
#include <F eqMeasu e.h>
cons in PinEN = 12;
cons in PinOUT = 13;
in es ado_ac ual = 0;
double sum = 0;
in coun = 0;
loa ecuencia;
loa iempo;
unsigned long iempo0 = 0;
oid se up() {
Se ial.begin(115200);
pinMode(PinOUT, INPUT);
pinMode(PinEN, OUTPUT);
enable();
F eqMeasu e.begin();
}
oid wai () { //Espe a a que el senso de uel a un alo de 1
while (digi alRead(PinOUT) != 1)
{
}
es ado_ac ual = 1; //Aho a el senso se encuen a ac i ado y saca un en de pulsos
//Se ial.p in ln("Mo imien o de ec ado!");
17
Como se ha comen ado en apa ados an e io es, en nues o caso el alo de 𝜃 se á nulo ya que la
di ección de mo imien o del senso se á colineal con la di ección de la no mal a la supe icie de la
an ena. Po o o lado, exis e ambigüedad, ya que si 𝜃=90 la ecuación no pod ía esol e se. Aún así,
es e ángulo debe p ocu a se que sea lo más agudo y pequeño posible pa a mejo a la p ecisión.
Finalmen e se mues an los alo es de elocidad an o en m/s como en km/h po el pue o se ie del
A duino, además del ins an e de iempo en el que se han cap u ado.
A con inuación comen amos cada uno de las lib e ías o unciones u ilizadas, que son cua o. Po an o,
enemos cua o o mas de calcula la ecuencia, de las cuales elegi emos la mejo de ellas as las p uebas de
ensayo.
5.1 F eqCoun e
En es e caso se ha omado una de las lib e ías ealizadas po Ma in Naw a h [7] diseñada pa a medi
ecuencias con una esolución al a y p ecisa. Es a lib e ía hace uso del TIMER1 del mic ocon olado del
A duino pa a p o oca una in e upción y pode con a cuán os pulsos se p oducen en un in e alo p e ijado
denominado “ga e ime”. En nues o caso hemos ijado es e alo pa a 500 milisegundos. Además de ello,
con iene un ac o de compensación que pe mi e co egi e o es en el ga e ime. Sin emba go, no hemos
ocado es e alo y lo hemos dejado po de ec o ya que pa a calib a lo es necesa io una compa ación con un
con ado p o esional que no disponemos.
Cabe deci que es a lib e ía en un p incipio no e a posible u iliza la pa a nues o mic ocon olado . Es po ello
que se ha enido que modi ica pa a que uese uncional con el A duino Leona do.
La des es aja de u ilización de és a eside en que a ec a a las salidas PWM de los mic os ATMega, incluido en
la a je a mic ocon olado a.
Las unciones de es á lib e ia las comen amos en las siguien es lineas:
 F eqCoun e :: _comp=8  Es e es el alo de calib ación pa a el ga e ime que no hemos
ocado y lo hemos dejado po de ec o.
 F eqCoun e ::s a (ga e ime)  Comienza a con a la ecuencia pa a cada in e al del
ga e ime.
 F eqCoun e :: _ eady  De uel e “ ue” cuando una nue a medida es á disponible.
 F eqCoun e :: _ eq  De uel e el alo de lancos de subida is os en un in e alo del
ga e ime.
oid p in _speed()
{
Se ial.p in (" ");
Se ial.p in (mic os()- iempo0);
Se ial.p in (" ");
Se ial.p in ( ecuencia);
Se ial.p in (" ");
loa a io = 299792458.0 / (2 * 10525000000); //Razón calculada po c/(2* eq_emi ida)
Se ial.p in ( ecuencia * a io);
Se ial.p in (" ");
Se ial.p in ln( ecuencia * a io / 3.6);
}
18
Un ejemplo de p og ama donde se u ilizan es as unciones se ía el que se p esen a a con inuación:
5.2 F eqCoun
Es a lib e ía según su au o [8] es muy simila a la an e io pe o con iene mejo as pues no necesi a de un ac o
de compensación pa a el ga e ime. Funciona de igual o ma, p o ocando una in e upción cada in e alo de
iempo p e ijado que en nues o caso se á de 500 milisegundos.
Recomienda u iliza se pa a lec u a de ecuencias comp endidas en e 1 kHz a 8 Mhz. No es nues o caso pues
los alo es ondan en un in e al de [0, 50] Hz. Aún así se ha que ido p oba es a lib e ía pa a comp oba su
uncionamien o. Al es a basada en la lib e ía F eqCoun e , la uncionalidad PWM queda inu ilizada mien as
es á iniciado el con ado de ecuencia.
Las unciones que es a incluye son las siguien es:
 F eqCoun .Begin(ga e ime)  Comienza a con a la ecuencia cada in e alo del ga e ime,
exp esado en milisegundos.
 F eqCoun .a ailable()  De uel e “ ue” cuando una nue a medida es á disponible. Sólo
una medida se á gua dada en caché po lo que debe se leida an es del siguien e in e alo del ga e ime.
 F eqCoun . ead()  De uel e la medida más ecien e, el núme o de lancos ascenden es que
se han is o den o de un in e alo del ga e ime.
 F eqCoun .end()  De iene el con ado de ecuencia. Aho a sí es posible u iliza la
uncionalidad PWM.
Se mues a un código que implemen a es a lib e ía como ejemplo:
#include <F eqCoun e .h>
oid se up() {
Se ial.begin(112500);
}
long in eq;
Void loop() {
F eqCoun e :: _comp= 8;
F eqCoun e ::s a (100);
while (F eqCoun e :: _ eady == 0)
eq=F eqCoun e :: _ eq;
}
#include <F eqCoun .h>
oid se up() {
Se ial.begin(112500);
F eqCoun .begin(1000);
}
oid loop() {
i (F eqCoun .a ailable()) {
unsigned long coun = F eqCoun . ead();
}
}
19
5.3 F eqMeasu e
Es del mismo au o que eqcoun [9]. Su uso es á ecomendado pa a ecuencias comp endidas en e 0.1 Hz y
1 kHz, que es nues o caso po lo que se espe a que es e sea el mé odo de los más p ecisos pa a cumpli
nues o obje i o. La di e encia con la an e io se es ablece en que en ez de con a el núme o de pulsos que
ocu en en un in e alo, es a lib e ía calcula cuál es el iempo que anscu e en un solo ciclo. Es a di e encia
podemos obse a la en la siguien e igu a.
Figu a 5-3: Di e encia en e F eqCoun y F eqMeasu e
Tiene una des en aja y es que el cos o compu acional aumen a con o me la ecuencia es mayo . Sin emba go,
como en nues o caso maneja emos ecuencias bajas, es a des en aja no nos concie ne. Po o o lado, no es
capaz de lee ecuencia nula po lo que se ha implemen ado un “ imeou ” que mues e ecuencia ce o si no se
ha de ec ado ninguna en un in e alo es ablecido.
Al igual que las unciones an e io es, la uncionalidad PWM es inse ible mien as es á disponible el con ado
de ecuencia.
Las unciones que és a incluye se desc iben a con inuación:
 F eqMeasu e.begin()  Comienza el con ado de ecuencia.
 F eqMeasu e.a ailable()  De uel e el núme o de medidas disponibles pa a lee , o 0 si no
hay ninguna sin lee .
 F eqMeasu e. ead()  Lee una medida, el núme o de ciclos de eloj de la CPU que han
anscu ido du an e un ciclo del en de pulsos. Cada medida comienza inmedia amen e después de la
an e io , sin e a do ninguno, po lo que a ias medidas pueden p omedia se pa a una mejo
esolución.
 F eqMeasu e.coun ToF equency(coun )  Con ie e la medida de la unción an e io a
la ecuencia ac ual.
 F eqMeasu e.end()  Te mina el con ado de ecuencia. Aho a sí es posible u iliza la
uncionalidad PWM.

20
Como ejemplo de implemen ación de es a lib e ía enemos el siguien e p og ama:
Como emos, y ap o echando que la unción F eqMeasu e. ead() no iene la encia al lee las medidas,
se hace una media du an e 30 ciclos del pulso, y luego ya se decide gua da el alo en la a iable en eq.
5.4 PulseIn
Pa a es e sc ip no hemos u ilizado ninguna lib e ía, sino que hemos usado una unción incluida en A duino
que pe mi e lee el pulso en un pin p e ijado. Cuando el pin de en ada de da os p oceden es del senso es á en
HIGH, se comienza a con a y e mina cuando el mismo pin uel e al es ado LOW. El esul ado es la longi ud
del pulso en mic osegundos o ce o si el pulso no se ha comple ado den o del “ imeou ” ijado.
Una ez ob enido es e iempo, como enemos el du y cycle del pulso, es deci , el po cen aje que el pulso oma
alo unidad en un ciclo en e o, an sólo es necesa io aplica la siguien e ecuación pa a ob ene el iempo o al
del ciclo: 𝑇𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜=𝑇𝑝𝑢𝑙𝑠𝑜
𝐷𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒∗106 (5-2)
Donde:
- 𝑇𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 es el iempo en el que anscu e el ciclo en e o.
- 𝑇𝑝𝑢𝑙𝑠𝑜 es el iempo en el que se p oduce el pulso, es deci , la en ada se encuen a a alo 1.
- 𝐷𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 es el alo del du y cycle. En nues o caso es 0.04 ya que es de un 4%.
T as ene el iempo del ciclo ya sólo es necesa io ealiza la in e sa de es e pa a consegui la ecuencia, lo
que ya se pod ía calcula la elocidad.
#include <F eqMeasu e.h>
double sum=0;
in con =0;
oid se up() {
Se ial.begin(112500);
F eqMeasu e.begin();
}
oid loop() {
i (F eqMeasu e.a ailable()) {
sum = sum + F eqMeasu e. ead();
con = con + 1;
i (con > 30) {
loa eq F eqMeasu e.coun ToF equency(sum / con );
sum = 0;
con = 0;
}
}
}
21
𝑓= 1
𝑇𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (5-3)
Un ejemplo donde se aplica es a unción es el siguien e:
Cabe menciona que F eqCoun y F eqCoun e pueden calcula sólo la ecuencia en núme os en e os.
En cambio, F eqMeasu e y PulseIn son capaces de calcula las ecuencias con una p ecisión de
cen ésimas.
5.5 Inco po ación de a ios senso es
Se ha decidido sepa a es e capí ulo pues se conside a impo an e la posibilidad de inclui a ios senso es en
un mismo A duino, ya que pa a el obje i o p opues o, al in y al cabo, lo que se debe es in eg a a ios sob e
un UAV.
Sin emba go, al hace uso del TIMER del mic ocon olado , y al y cómo es á desa ollada las lib e ías, sólo es
posible calcula la ecuencia pa a un senso conec ado a un PIN. Po lo que si se quie e hace uso de a ios
senso es, hab ía que u iliza un A duino pa a cada senso . Quizás es o se ea un poco ilógico ya que pa a su
mon aje en un UAV el peso es muy in luyen e, y la inclusión de como mínimo es a je as mic ocon olado es
a a supone un aumen o de peso conside able.
Po an o, se ha dado con una lib e ía de uno de los mismos au o es, denominada F eqMeasu eMul i
[10] que u iliza el mismo p incipio que la lib e ía F eqMeasu e, es deci , cuen a el núme o de ciclos de
eloj que anscu en en un ciclo del en de pulsos. Aho a bien, median e es a lib e ía es posible medi has a
ocho ecuencias simul áneamen e. Pe o ocu e un p oblema, y es que no es álida pa a nues o A duino, sino
pa a Teensy.
Teensy es una pla a o ma de desa ollo de bajo cos e, sob e unos ~25€, basada en un p ocesado ARM
Co exM4 de 32 bi s. Es muy pa ecida a A duino ya que es posible p og ama la con el lenguaje A duino y C,
y además de se muy po en e, es compa ible con la mayo ía de las lib e ías de es e úl imo. Po o o lado, iene
la en aja de que iene un meno peso (3 g amos espec o 20 del A duino), po lo que es a o able pa a su
mon aje en ehículos aé eos.
Exis en a ios modelos, Teensy 2.0, Teensy++2.0, Teensy LC y Teensy 3.2, donde es e úl imo es la e sión
más ac ual y más po en e del disposi i o. Se mues a a con inuación:
loa du ;
loa iempo;
loa ecuencia;
oid se up() {
Se ial.begin(115200);
pinMode(PinOUT, INPUT);
}
oid loop() {
du = pulseIn(PinOUT, HIGH, 6000000); //Du acion de la ac i ación de un pulso
i (du != 0) {
iempo = du / (0.04 * 1000000); //D.Cycle=4%
ecuencia = 1 / iempo;
}
}
22
Figu a 5-4: Pa e on al de la placa de desa ollo Teensy 3.2
Figu a 5-5: Pa e ase a de la placa de desa ollo Teensy 3.2
5.5.1 Funcionamien o de F eqMeasu eMul i
A con inuación se explica á el uncionamien o de es a lib e ía pa a acili a la posible in eg ación en abajos
u u os.
F eqMeasu eMul i u iliza las mismas unciones que F eqMeasu e, excep o begin() ya que se debe especi ica
en la misma el PIN en el que se desea lee la ecuencia. Con la lec u a de un ejemplo de código pa a es a
lib e ía en el que se calculan es ecuencias p oceden es de es pines dis in os y después de habe en endido
el uncionamien o de F eqMeasu e se en iende ácilmen e la lib e ía. Pa a ello se mues a el siguien e.
#include <F eqMeasu eMul i.h>
F eqMeasu eMul i eq1;
F eqMeasu eMul i eq2;
F eqMeasu eMul i eq3;
oid se up() {
Se ial.begin(115200);
eq1.begin(6);
eq2.begin(9);
eq3.begin(10);
}
loa sum1=0, sum2=0, sum3=0;
in con 1=0, con 2=0, con 3=0;
elapsedMillis imeou ;
23
oid loop() {
i ( eq1.a ailable()) {
sum1 = sum1 + eq1. ead();
con 1 = con 1 + 1;
}
i ( eq2.a ailable()) {
sum2 = sum2 + eq2. ead();
con 2 = con 2 + 1;
}
i ( eq3.a ailable()) {
sum3 = sum3 + eq3. ead();
con 3 = con 3 + 1;
}
//Gua da los esul ados en una a iable cada 500 milisegundos
i ( imeou > 500) {
i (con 1 > 0) {
ecuencia_1 = eq1.con ToF equency(sum1 / con 1);
} else {
ecuencia_1 = 0;
}
i (con 2 > 0) {
ecuencia_2 = eq2.con ToF equency(sum2 / con 2);
} else {
ecuencia_2 = 0;
}
i (con 3 > 0) {
ecuencia_3 = eq3.con ToF equency(sum3 / con 3);
} else {
ecuencia_3 = 0;
}
sum1 = 0;
sum2 = 0;
sum3 = 0;
con 1 = 0;
con 2 = 0;
con 3 = 0;
imeou = 0;
}
}
30
Como podemos obse a el senso Dopple sigue bas an e los cambios de elocidad, sin emba go, no pe mi e
da alo es p ecisos del alo en sí. Cabe menciona que du an e al ededo de los p ime os 40 segundos se
hicie on bas an es gi os y es po ello que las elocidades no coinciden demasiado.
Se han omado unas 2000 mues as median e la cáma a de seguimien o y unas 212 con el senso Dopple en el
mismo iempo de ensayo. Po lo que los alo es más p ecisos con ienen unas 10 eces más mues as que los
omados con el disposi i o disponible. Po an o, pa a pode calcula el e o con mayo p ecisión, se han
modi icado los da os ob enidos de o ma que sea posible educi el núme o más ele ado de ellos al meno
núme o.
Como los da os es án sacados en iempos di e en es en ambas o mas, se ha omado el iempo de e e encia de
la adquisición del senso Dopple . De es a o ma, si los da os se ecogen po la cáma a de seguimien o cada
décima de segundo y el senso lo hace cada segundo, se ha ealizado una media de los alo es ob enidos po la
cáma a an es de llega al iempo de e e encia del Dopple , es deci , la media de los alo es que adquie e la
cáma a en cada décima, y se ha hecho que ese alo medio sea la elocidad ecogida po el seguido de
mo imien o en la unidad de segundo.
De es e modo, la ep esen ación de las elocidades queda ía de la siguien e o ma:
Figu a 7-2: Rep esen ación elocidades median e F eqCoun e con educción de mues as
Como obse amos, se han educido el núme o de mues as de los da os ecogidos po el senso . Aunque se
alsean algo los da os, es una mane a e icaz pa a compa a los da os ob enidos de ambos senso es. Se mues a
a con inuación la ep esen ación del e o du an e el iempo de ensayo.

31
Figu a 7-3: Rep esen ación del e o con el mé odo F eqCoun e
Pa a los e o es se ob ienen los siguien es alo es:
E o medio (m/s)
Des iación ípica del e o (m/s)
0.0516
0.0430
Tabla 1: Valo es es adís icos de los e o es de F eqCoun e
7.2 Mé odo F eqCoun
En es e caso, seguimos ep esen ando las elocidades, donde podemos obse a que al igual que el mé odo
an e io el senso Dopple sigue bien los cambios en la elocidad, pe o no pe mi e calcula la de o ma p ecisa.
Cabe menciona que las elocidades que apa ecen as el segundo 130 en la g á ica es debido al mo imien o
de pe sonas en la habi ación as la p ueba ya que el senso Dopple es muy sensible a in e e encias.
32
Figu a 7-4: Rep esen ación de elocidades median e F eqCoun
P ocediendo de la misma o ma que explicamos en el mé odo an e io , educimos el núme o de mues as
quedando de la siguien e o ma.
Figu a 7-5: Rep esen ación elocidades median e F eqCoun con educción de mues as
Pa a el cálculo del e o se han eliminado las in e e encias inales comen adas.
33
Figu a 7-6: Rep esen ación del e o con el mé odo F eqCoun
Pa a los e o es se ob ienen los alo es de la siguien e abla:
E o medio (m/s)
Des iación ípica del e o (m/s)
0.0663
0.0629
Tabla 2: Valo es es adís icos de los e o es de F eqCoun
7.3 Mé odo F eqMeasu e
Es e es el mé odo que se supone debe ía se el más exac o. Como podemos e en la siguien e ep esen ación,
no es lo su icien emen e p eciso al y como espe ábamos. Po an o quizás haya que desecha la idea de
u ilización de es e mé odo.
34
Figu a 7-7: Rep esen ación de elocidades median e F eqMeasu e
P ocediendo de la misma o ma an e io y eliminando las in e e encias inales en los e o es, se ob ienen las
siguien es g á icas.
Figu a 7-8: Rep esen ación elocidades median e F eqMeasu e con educción de mues as
35
Figu a 7-9: Rep esen ación del e o con el mé odo F eqMeasu e
Pa a los e o es se ob ienen los siguien es alo es:
E o medio (m/s)
Des iación ípica del e o (m/s)
0.0647
0.0694
Tabla 3: Valo es es adís icos de los e o es de F eqMeasu e

36
7.4 Mé odo PulseIn
Pa a es e mé odo se ap ecia que las medidas con ienen mucho uido, po lo que se echaza la idea di ec amen e
de u ilización de es a o ma de adqui i la elocidad y no se p ocede a calcula los e o es.
Figu a 7-10: Rep esen ación de elocidades median e PulseIn
37
8 CONCLUSIONES
Una ez ealizadas las p uebas y as habe ecogido la in o mación necesa ia de ambos senso es y odos los
mé odos, se ob iene la siguien e abla de e o es.
MÉTODO
ERROR MEDIO
(M/S)
DESVIACIÓN TIPICA
(M/S)
FREQCOUNTER
0.0516
0.0430
FREQCOUNT
0.0663
0.0629
FREQMEASURE
0.0647
0.0694
PULSEIN
NO PROCEDE
NO PROCEDE
Tabla 4: Recopilación de medias y des iaciones ípicas de e o es
Se llega a la conclusión de que la o ma con la que se pe mi e es ima la elocidad con mayo p ecisión es con
la lib e ía F eqCoun e . A pesa de que F eqMeasu e e a la espe ada pa a se la de mejo p ecisión, no
ha sido así. T as la p esen ación de los esul ados, al y cómo se encuen a p og amado el senso y is as las
elocidades en las que se ha manejado el obo , se llega a la conclusión de que no se pod ía u iliza pa a la
na egación en in e io es ya que es necesa io de unos eque imien os más exigen es de lo que se ha
conseguido. Un e o de 5cm/s en un mo imien o en el que como máximo se ha llegado sob e los 60cm/s es
demasiado g ande pa a el obje i o que se busca ya que implica una imp ecisión de ap oximadamen e un 8%,
que c ece al se in eg ado pa a calcula el desplazamien o.
Es o pod ía habe sido p e is o al inicio, ya que como comen amos an e io men e, el senso del que se
disponía no es aba diseñado pa a cálculo de elocidad sino pa a de ección de mo imien o, al y como nos
especi icaba el da ashee . Aún así, el e o ob enido no es á mal si enemos en cuen a el bajo peso y p ecio del
senso , además del poco p ocesamien o añadido que ha necesi ado. Po o o lado, la sensibilidad del mismo
pod ía habe sido ajus ada con el po encióme o que incluye pe o po al a de disponibilidad de iempo en la
cáma a de de ección y seguimien o es o no se ha llegado a hace y se ha dejado a un alo medio.
Se había mencionado an e io men e la posibilidad de in eg a a ios senso es en un mismo con olado
Teensy, pe mi iendo así alige a peso en el UAV y medi a ias ecuencias en la misma placa. La lib e ía que
posibili a ía es o uncionaba exac amen e de la misma o ma que F eqMeasu e. Sin emba go, is o los
esul ados ob enidos no me ece ía la pena in eg a los ya que no se consegui ía la p ecisión exigida.
Aún así, se ía posible en un u u o desa ollo de es e abajo en el que se implemen e el senso Dopple jun o
con una unidad de medidas ine ciales. De es a o ma, p ime o, se ía posible mejo a la p ecisión de la
es imación de la posición median e implemen ación con un il o de Kalman de ambos senso es de mane a que
disminuya el e o , y segundo, la posibilidad de calcula el signo de la elocidad, lo cuál es una incógni a al y
como se comen aba en capí ulos an e io es. Si los esul ados no mejo a an, se ía in e esan e ambién in en a
u iliza F eqMeasu e jun o con Teensy en o os senso es Dopple que si que es én diseñados pa a el cálculo
de la elocidad. Si se ob ienen buenos esul ados de una u o a o ma se pod ía implemen a una con igu ación
Janus en un UAV an o λ como T, dependiendo de si se a a ía de un UAV de ala ija o de ala o a o ia.
38
9 ANEXO A: PROGRAMACIÓN EN ARDUINO
lenguaje de p og amación de A duino es á basado en lenguaje C, po lo que muchas de las
unciones de es e mismo son u ilizadas en A duino. En p ime luga , es necesa io de la
u ilización del IDE de A duino, que es posible desca ga en su página o icial, pues es es e
so wa e el que a a pe mi i ca ga el p og ama que esc ibamos en la placa.
Aho a bien, es e p og ama posee una es uc u a básica que es bas an e simple y di ide la ejecución en dos
pa es: se up y loop. Po o o lado, cada ins ucción debe acaba con un ; .
 La unción se up() incluye la decla ación de las a iables, y en ella se debe esc ibi las unciones
de con igu ación, pues es a sólo se ejecu a á una única ez al inicio del p og ama. Es empleada pa a
con igu a el pinMode.
 La unción loop() incluye el código que debe se ejecu ado con inuamen e, pues como su p opio
nomb e indica epi e odas las unciones que exis an den o de es a en un bucle in ini o.
Figu a 9-1: Diag ama de lujo de p og ama básico en A duino
Cada una de es as debe se es ablecida en e lla es {}. Po o o lado, es posible c ea unciones independien es
de es as, ue a de la es uc u a básica, que puedan se llamadas en las unciones se up o loop. A con inuación
se mues a un ejemplo de es o:
E
39
En la abla siguien e se ecogen las unciones u ilizadas en nues o p og ama:
Función
Desc ipción de la unción
#include <lib e ía>
Incluye al p og ama la lib e ía especi icada, donde lib e ía es el
nomb e de la misma. Hay que ene en cuen a que debe es a
ins alada p e iamen e a la ejecución de es a llamada. No malmen e
es u ilizada al inicio del código.
pinMode(pin, mode)
Usada en la unción se up() pa a con igu a un pin dado pa a
compo a se como INPUT o OUTPUT
Se ial.begin( a e)
Es ablece la asa de da os en bi s po segundo (baudios) pa a la
ansmisión de da os po el pue o se ie, donde a e es dicha asa.
digi alW i e(pin, alue)
In oduce un ni el al o (HIGH) o bajo (LOW) en el pin digi al
especi icado.
delayMic oseconds( ime)
Realiza una pausa del p og ama la can idad de iempo especi icado
en mic osegundos.
millis()
De uel e la can idad en milisegundos que lle a al placa A duino
ejecu ando el p og ama ac ual como un alo long unsigned.
mic os()
De uel e la can idad en mic osegundos que lle a al placa A duino
ejecu ando el p og ama ac ual como un alo long unsigned.
Se ial.p in ()
Imp ime da os al pue o se ie
Se ial.p in ln()
Imp ime da os al pue o se ie, e o nando a p incipio de línea una
ez ejecu ado.
Tabla 5: Relación de unciones u ilizadas en el código de A duino
Además de es as unciones ambién es posible la u ilización de los ope ado es suma, es a, di isión y
mul iplicación.
Una ez en endido lo an e io , se explica án los di e en es ipos de a iables que exis en, lo cual se asemeja
comple amen e al lenguaje C. Una a iable debe se decla ada an es de su u ilización y manejo.
oid se up() {
inMode(pin, OUTPUT); // Es ablece 'pin' como salida
}
oid loop() {
digi alW i e(pin, HIGH); // Ac i a 'pin'
delay(1000); // Pausa un segundo
digi alW i e(pin, LOW); // Desac i a 'pin'
delay(1000);
}
46
10.5 Código in e p e ación da os y isualización en Ma lab
10.6 Código disminución del núme o de da os y ep esen ación de e o es en Ma lab
Se ial.p in (" ");
loa a io = 299792458.0 / (2 * 10525000000); //Razón calculada po c/(2* eq_emi ida)
Se ial.p in ( ecuencia * a io);
Se ial.p in (" ");
Se ial.p in ln( ecuencia * a io / 3.6);
}
close all;
clea all;
% Ca ga da os
d1 = load(' eq_measu e_odom. x '); %Senso óp ico
d2 = load(' eq_measu e_ el. x '); %Senso Dopple
% Pasamos iempo a segundos
d1(:,3) = d1(:,3)/1000000000;
d1(:,3) = d1(:,3)-d1(1,3);
d2(:,3) = d2(:,3)/1000000000;
d2(:,3) = d2(:,3)-d2(1,3);
% Calculamos el modulo de la elocidad del pose
1(1) = 0;
o i=2:leng h(d1(:,1))
1(i) = no m(d1(i,5:7)-d1(i-1,5:7))/(d1(i,3)-d1(i-1,3));
end
% Plo eamos elocidades
igu e(1);
plo (d1(:,3), 1, ' ', d2(:,3), d2(:,5), 'b');
g id on;
xlabel('Tiempo [s]');
ylabel('Velocidad [m/s]');
legend('Velocidad Cáma a','Velocidad Dopple ');
n = leng h(d1(:,3));
m = leng h(d2(:,3));
aux = ze os(m,1);
sum = 0;
k=1;
a = d1(k,3);
con =0;
%% Disminución de da os a a és de medias
o i=2:m
b = d2(i,3);
while a<=b
sum = sum + 1(k);
k = k+1;
con =con +1;
a = d1(k,3);
end
aux(i,1) = sum/con ;
con =0;
sum = 0;
end

47
%% Rep esen ación de elocidades con meno nº de da os
igu e(2);
plo (d2(:,3), aux, ' -*', d2(:,3), d2(:,5), 'b-o');
g id on;
xlabel('Tiempo [s]');
ylabel('Velocidad [m/s]');
legend('Velocidad Cáma a','Velocidad Dopple ');
%% Rep esen ación de e o es
igu e(3);
e _abs = abs(aux-d2(:,5));
plo (d2(:,3),e _abs)
xlabel('Tiempo [s]');
ylabel('E o [m/s]');
media_e o = mean(e _abs)
des _e o = s d(e _abs)
48
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