Diseño neuronal

1

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED NEURONAL EN UN DSPIC PARA EL CONTROL DE TRAYECTORIA DE UN ROBOT DETECTOR DE OBSTÁCULOS.
Claudia L. Rueda1, Juan C. Villamizar2, Vladimir Castro León3, Juan Pablo Neira Vesga4, Grupo de Investigación en Bioingeniería, Señales y Microelectrónica Universidad Pontificia Bolivariana seccional Bucaramanga
network is implemented on the Optimus robot, it wasconstructed and developed with ultrasonic sensors, an electronic compass and a encoders system.

Resumen— En este documento, se muestra la implementación de una metodología de navegación autónoma para robots móviles de tracción diferencial en espacios totalmente desconocidos. El objetivo del robot desarrollado, es navegar en un área en la cual puedan existir diferentes tipos de obstáculos y éste seacapaz de ir de un punto a otro sin colisionarse. Se implementó una Red Neuronal Probabilística PNN como núcleo de decisiones para las acciones que debe realizar el robot móvil durante su trayectoria. La red neuronal se implementa sobre el robot Optimus, el cual fue construido y desarrollado con sensores ultrasónicos, un compás electrónico y un sistema de encoders. Índice de Términos— Robotsmóviles, tracción diferencial, odometría, Red Neuronal Probabilística (PNN), I2C, DCS (Controlador Digital de Señal dsPIC). Abstract — This document shows the implementation of a autonomous navigation´s methodology for movable robots of differential traction in spaces totally unknown. The objective of the developed robot, is to sail in an area in which different types of obstacles can exist and therobot is able to go from a point to another one without colliding itself. A Probabilistic Neuronal Network PNN was implemented as a decision´s core for the actions that must make the movable robot during its trajectory. The neuronal
Los autores están vinculados al Grupo de Investigación en Bioingeniería, Señales y Microelectrónica. 1 Magíster en Informática. Profesora Asistente Facultad de IngenieríaElectrónica. Miembro Directora del Semillero de Sistemas Microprocesador. e-mail: clrueda@upbbga.edu.co 2 Magíster en Potencia Eléctrica. Profesor Asistente Facultad de Ingeniería Electrónica 3 Estudiante de Ingeniería Electrónica. vlado875@hotmail.com 4 Estudiante de Ingeniería Electrónica. jpnv2000@hotmail.com

Index of Terms— Robots movables, traction differential, Probabilistic NeuralNetwork PNN, I2C, dsPIC.

I. INTRODUCCIÓN
La navegación autónoma de robots móviles en un campo o espacio desconocido es uno de los retos más importantes que existe en el campo de la robótica móvil. Actualmente se han centrado estudios en el desarrollo e implementación de técnicas para el control y navegación de robots. El robot Optimus construido, es un robot móvil autónomo que tiene la capacidad dedesplazarse en espacios desconocidos e ir de un punto inicial a un punto final esquivando obstáculos sin colisionarse. El sistema presenta dos (2) modos de funcionamiento. El funcionamiento modo PC, donde el procesamiento de información de la sensorica del robot, algoritmos de control y la Red Neuronal Probabilística PNN son realizadas en el PC y luego se transmite por protocolo bluetooth laacción que debe realizar el robot en un determinado instante durante su trayectoria. El funcionamiento modo dsPIC es la aplicación portátil del proyecto, en la cual todo el procesamiento mencionado anteriormente se realiza en un microcontrolador dsPIC.

II. PROTOTIPO
El robot móvil Optimus se construyó con ciertos criterios y características que le permite ser modular y abierto ante nuevas y futurasinvestigaciones en el campo de la robótica móvil. Se inicio con la construcción de un modelo en madera de balso posterior a esto se realizaron análisis y diseños variados hasta obtener un prototipo final elaborado en acrílico con una funcionalidad similar a la de un

2

tanque militar. A continuación se explicará la sensorica que tiene el robot móvil, su tracción, su controlador y los...