Prueba

Diseño de un algoritmo de autolocalización para un robot móvil
Edgar Rubión Soler Ingeniero Técnico en Informática de Sistemas
Trabajo dirigido por: Jordi Palacín Roca Departamento de Informática e Ingeniería Industrial C/ Jaime II, 69 edgarrubion@gmail.com

Resumen
El objetivo de este trabajo es crear un algoritmo que permita que un robot móvil se desplace de forma óptima por el interior deuna habitación. Para ello el robot realiza una exploración inicial para crear un mapa del entorno a partir de las medidas tomadas por sus sensores. Posteriormente, el mapa permite planificar sus desplazamientos y recuperar su posición en caso de que el robot se encuentre “perdido”.

del robot. A partir del mapa de la habitación el robot podrá orientarse, saber donde se encuentra y memorizar yoptimizar su trayectoria con el consiguiente incremento de prestaciones.

2. Descripción del robot
Para realizar este proyecto se ha trabajado con un simulador creado en MatLab denominado SimRobot que reproduce muy fielmente el comportamiento de un robot real. La “fig. 3” muestra una imagen del robot real, propulsado por dos ruedas motrices diferenciales. El robot dispone de sensores quedetectan cualquier tipo de choque, encoders para medir el desplazamiento de las ruedas y un sensor de medida de distancias por infrarrojo con un alcance de 80 cm, situado en el centro del robot y con 360 grados de capacidad de giro. Con este sensor giratorio se obtendrá la información del entorno para crear el mapa.

1. Introducción
Una de las aplicaciones más prometedoras de la robótica móvil es lalimp ieza del suelo ya que se trata de una tarea repetitiva carente de creatividad. Actualmente ya existen varios robots que realizan esta función (“fig. 1”) aunque todos se basan en un algoritmo de exploración aleatorio. En resultados de simulación, el Grupo de Robótica de la UdL demostró que los resultados obtenidos con una limpieza aleatoria (“fig. 2”) son claramente mejorables aplicandoalgoritmos inteligentes (“fig. 2”).

Fig. 1. Robots comerciales

Fig. 3. Robot real

3. Desarrollo del trabajo
El punto de partida es que el robot es situado en una habitación desconocida en una posición y orientación también desconocidos. Lo primero que se quiere conseguir es poder situar el robot enfrente de una pared plana y suficientemente grande como podemos observar en la “fig.4”. El robotnecesita tomar como referencia una pared plana, para después determinar su posición y ángulo en el mapa. Las medidas retornadas por el sensor IR rotativo del robot servirán para encontrar las paredes planas aplicando cálculos trigonométricos, estas paredes planas serán analizadas para ver si cumplen los requisitos necesarios. Las medidas del sensor IR nos servirán también para esquivar losobstáculos en caso de que no se haya encontrado ninguna pared plana válida y tengamos que avanzar en busca de una.

Fig. 2. Resultados obtenidos con un algoritmo inteligente (línea sólida) y aleatorio (puntos).

El objetivo de este trabajo es crear algoritmos que permitan realizar este tipo de tareas de forma inteligente y, para ello, el primer paso consiste en la creación de un mapa del entorno

ysi esta siguiendo una pared, marcará en el mapa los puntos correspondientes a la pared, ya que nosotros sabemos que a 90 grados a nuestra derecha hay una pared a una distancia determinada. Los barridos realizados durante la exploración serán también marcados en el mapa. Cuando el robot haya vuelto a su posición inicial (0,0) después de haber recorrido el entorno de la habitación tendremos el mapacompleto.
Fig. 4. Posicionamiento inicial

Cuando se haya conseguido situar el robot enfrente de una pared se da comienzo a una nueva etapa. El objetivo de esta nueva etapa es situar el robot paralelo a la pared plana que se había detectado, colocando el robot a una distancia determinada de esta. Mediante el sensor IR rotativo el robot se asegurará de estar a la distancia correcta de la...