Navegación autónoma de un robot móvil omnidireccional en trayectorias predeterminadas con evitación de obstáculos

Abstract

La navegación de robots hoy en día a evolucionado con propósitos de colaboración y de trabajo en diferentes espacios, haciendo uso sus modelos cinemáticos e incluso de modelos dinámicos para perfeccionar la tarea a realizar por un robot. Un robot móvil con capacidad de moverse en un lugar cumpliendo una trayectoria predefinida es muy útil para transportar objetos de un lugar hacia otro, incluyendo en este una capacidad de no colisionar con objetos en el espacio a desplazarse, logrando de esta forma llegar a la meta sin problema alguno.

Es tanto el avance de la tecnología que se pude desarrollar prototipos no tan complejos de sistemas robóticos, para realizar tareas necesarias y cotidianas por las personas, con tan solo saber que dispositivos usar y de qué forma implementarlos, basándose en leyes matemáticos o algoritmos de control se puede comandar cualquier tipo de robot ya sea móvil terrestre, aéreo o acuático; dentro del campo investigativo se estudia múltiples algoritmos de control para sistemas no lineales con los cuales se pude obtener controladores que permitan emplearse para el funcionamiento adecuado, es así que se han creado controladores desde los más simples como un control PID hasta un control avanzado como controladores predicativos, entre otros. En esta propuesta de trabajo de titulación se presentará el desarrollo de un robot tipo omnidireccional, realizando un estudio mecánico para definir la manera adecuada de construcción en cuanto a materiales mecánicos y electrónicos y además que configuración implementar con el uso de ruedas Mecanum que nos permiten desplazar en cualquier dirección. Para lograr realizar un control autónomo se ejecuta un control interno en el robot para compensar la dinámica y por medio de un control basado en el modelo cinemático del robot emplear un control autónomo para que logre desplazarse por un perfil predefinido. Con el propósito de que el robot no colisione se incorpora un sensor Laser que permite obtener información del entorno en el que se está desplazando el robot.

Para validar el modelo cinemático, el algoritmo de navegación autónoma y la construcción del robot se realiza pruebas experimentales del robot con diferentes perfiles predefinidos, observando cual es el comportamiento del robot y como lo errores tienden a ser cero según trascurra el tiempo de ejecución.