Implementación de un controlador óptimo para un robot móvil con ruedas
Fecha
2023
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Editor
Universidad Iberoamericana León
Instituto Tecnológico Superior de Guanajuato
Instituto Tecnológico Superior de Guanajuato
Resumen
La robótica se ha integrado en nuestra sociedad de manera paulatina a través de la creación de sistemas autónomos para simplificar tareas cotidianas y procesos complejos que pueden ser riesgosos para los seres humanos. Los sistemas robóticos pueden realizar sus actividades por periodos ados y con mayor precisión, a diferencia de los humanos que realizan trabajos con menor precisión conforme el tiempo se extiende. La navegación autónoma de robots es uno de los problemas más estudiados en el área de la robótica, esta consiste en que un robot pueda moverse entre dos configuraciones mediante el seguimiento de alguna trayectoria donde puede requerirse la aplicación de diversas técnicas para ejecutar la evasión de obstáculos presentes en dicha trayectoria. El presente trabajo, aborda el problema de navegación autónoma de robots móviles con ruedas, específicamente, el robot de manejo diferencial (DDR). El modelo matemático del DDR es no lineal lo cual, requiere de estrategias de control automático adecuadas para un uen desempeño en la navegación autónoma. Las variables del modelo matemático del DDR son la posición del robot expresado en un marco de referencia cartesiano global, su orientación, su velocidad lineal y su velocidad angular.
Se propone resolver el problema de navegación de DDR para seguir una trayectoria de referencia mediante el uso de control predictivo no lineal basado en modelo (NMPC). En este proyecto, se realizarán experimentos en un simulador y, posteriormente, el control se implementa en un robot real para verificar el desempeño en la navegación. En una primera fase, se realizará la navegación libre de obstáculos y, en una segunda fase, se usará un obstáculo estático para que el robot lleve a cabo la navegación detectando y evadiendo dicho obstáculo. Sólo se usará información métrica del entorno en este proyecto. En paralelo, se estará trabajando en la propuesta de un modelo matemático para agregar técnicas de visión por computadora a la navegación autónoma.