Sistema de localización y mapeado simultáneos con odometría visual para un robot holonómico

Hervás Martínez, José Miguel (2021). Sistema de localización y mapeado simultáneos con odometría visual para un robot holonómico. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Sistema de localización y mapeado simultáneos con odometría visual para un robot holonómico
Author/s:
  • Hervás Martínez, José Miguel
Contributor/s:
  • Barrientos Cruz, Antonio
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: February 2021
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Este Trabajo Fin de Grado trata sobre el desarrollo de un sistema de localización y mapeado simultáneos (SLAM) con odometría visual para un robot holonómico. Los objetivos que se definen para él son: la adaptación del hardware del robot a las nuevas necesidades; la implementación y configuración de todos los elementos de software necesarios, incluyendo el sistema operativo y ROS; la integración de los sensores y actuadores del robot; el establecimiento de un control manual del robot, a través de un mando inalámbrico; el desarrollo de un método que permita obtener un mapa de un entorno desconocido y la localización del robot en éste; y la realización de pruebas para comprobar la exactitud del mapeado y la localización, que permitan llegar a unas conclusiones y analizar el sistema global que ha sido implementado. Un robot holonómico es aquel que carece de restricciones no holonómicas. Esto le otorga la posibilidad de poder moverse en todo momento en cualquier dirección del plano X e Y, independiente de su orientación respecto a su eje vertical Z. Para lograr esta característica se deben usar una serie de ruedas especiales: en este proyecto se emplean ruedas Rotacaster, que constan de rodillos en la superficie lateral de la circunferencia de éstas. Aunque cada rueda rota como una convencional al accionarse el motor correspondiente, si existen fuerzas perpendiculares al eje de los rodillos, se produce un desplazamiento debido al giro de estos. Por tanto, combinando de manera efectiva el giro de varias ruedas se consigue la omnidireccionalidad deseada. SLAM son las siglas de Simultaneous Localization And Mapping, una técnica que permite generar un mapa de un entorno desconocido a la vez que crea una estimación de la localización y de la trayectoria, solucionando ambos problemas de forma simultánea. Existen diferentes alternativas para implantar esta técnica: sensores sonar, sensores infrarrojos, escáneres láser y las que están basadas en información visual. Esto último es lo que se viene conociendo como V-SLAM y es lo que se emplea en el trabajo realizado. Su principal ventaja es que los sensores de vídeo que precisa son mucho más económicos que los láseres. Sus inconvenientes residen en una alta demanda de recursos computacionales y en tener que emplear algoritmos más complejos para procesar los datos. En los robots holonómicos, aunque su movimiento es generado por ruedas, las lecturas de los encoders no pueden ser empleadas como una fuente de odometría fiable, ya que generan su movimiento haciendo uso del deslizamiento de algunas de ellas. La información que podría obtenerse sería imprecisa y compleja de interpretar; por ello, carece del interés que se le suele dar en otros tipos de robots. Fue esta la razón que empujó a basar la localización del robot en el sensor Kinect, que proporciona una fuente de odometría visual, método que emplea una o varias cámaras para estimar el movimiento de un sistema dentro de un entorno.

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Item ID: 66211
DC Identifier: https://oa.upm.es/66211/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:66211
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 12 Apr 2021 13:06
Last Modified: 26 Jun 2021 22:30
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