Diseño e implementación de un sistema de reconocimiento de naranjas para el robot GIO 1 usando visión asistida por computador

Investigación TecnológicaEn este documento trata de la implementación de un sistema de reconocimiento de naranjas para el robot GIO1 usando visión asistida por computador, que será desarrollado con el fin de mejorar las características de la plataforma robótica GIO 1, para que este sea capaz de diferenciar las naranjas de otros objetos (piedras u otros frutos) en entornos controlados.PregradoIngeniero Electrónic

Técnicas de inferencia estadística para percepción del entorno : aplicación a vehículos autónomos

Como ya hemos comentado anteriormente, este proyecto se centra en vehículos autónomos en entornos interiores, bien en oficinas, hospitales, industrias, etc. El principal problema de la navegación de vehículos autónomos es conseguir procesar correctamente la gran cantidad de datos obtenidos mediante los sensores de los que está provisto el vehículo. Esto se debe a que pese a contar en la actualidad con sensores de muy buenas características, no resulta sencillo conseguir que los datos obtenidos por los sensores sean procesados de forma adecuada para percibir el entorno que le rodea. De forma resumida estos van a ser los objetivos del presente proyecto: 1. Plantear las distintas técnicas utilizadas. 2. Obtener mapas con los datos captados por el sensor en el PC. 3. Diseñar un algoritmo con el que procesar estos datos mediante inferencia estadística.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen

Integración de un sistema de visión artificial a una plataforma móvil para la navegación autónoma

En este proyecto se realizó la integración de un sistema de visión estereoscópica a un robot móvil para la navegación autónoma, el procedimiento anterior se llevo a cabo mediante diferentes fases, como primer ítem se escogen las cámaras teniendo en cuenta las características de cada una de las opciones contempladas, posteriormente se hace el diseño mecánico, electrónico y de software, examinando restricciones y requerimientos. Luego se hace una descripción del procedimientos realizado en la construcción del robot e implementación del software, el último utilizando el lenguaje de programación C++ y la librería Open CV. Para la programación del software se tienen en cuenta dos fines específicos, el hallazgo de profundidades mediante el mapa de disparidad y la delimitación del camino y guiado del robot mediante diversos algoritmos y la utilización de Xbee, estas actividades tienen como requisito previo la calibración de las cámaras. Finalmente, se realizó la validación de resultados en diversos escenarios que tienen como característica común una delimitación clara del camino, es decir nos permite una identificación de los bordes que presentan. En este punto se narran los inconvenientes ya ciertos obtenidos tras la ejecución del proyectoPregrad

Diseño, implementación y aplicación de una estrategia de búsqueda preferente por amplitud, para uso multidireccional sobre sistemas distribuidos o de procesamiento en paralelo, usando un simulador de escenarios, construido para el trazado de rutas en robótica móvil

Para la construcción de un robot móvil autónomo se debe disponer de una gran cantidad de elementos funcionales, entre los cuales se destaca un sistema de procesamiento que ayude a resolver los problemas de desplazamiento, para ir de un lugar a otro dentro de un entorno o ambiente atestado. Inicialmente se plantea la construcción de un simulador de escenarios en dos dimensiones, el cual permitirá que un robot de software (llamado Softbot) y los diferentes elementos que conforman un ambiente, se utilicen como sistema de pruebas en la búsqueda de una ruta apropiada para ir de un punto a otro. El simulador de escenarios y sus características, se construye mediante el uso de bases de datos capaces de almacenar grandes cantidades de información y con tiempos de acceso pequeños, esta información contiene la descripción de los elementos y de los cambios que se puedan producir en el modelo del mundo virtual. De esta manera es posible hacer que el Softbot realice un "recorrido" por el escenario. El modelo del escenario, construido dentro del aplicativo, se presenta como un "plano" en dos dimensiones (2D), el cual contiene la distribución física de elementos; mientras que el agente de software cuenta con una representación virtual del ambiente, basada en artificios computacionales que le permite recorrer el entorno y simular las lecturas de los sensores virtuales de proximidad en él incorporados. Como herramienta para la determinación de la ruta se utilizan técnicas de Inteligencia Artificial (IA), aplicadas en el diseño de sistemas instrumentados soportados por software avanzado. Este tipo de aplicaciones tienen en común, la necesidad de ir de un punto o estado inicial a otro, lo que se logra mediante la sucesión de cambios de estado a través de acciones o transformaciones, el uso de estrategias de búsqueda y heurísticas generales. Finalmente se implementa la capacidad de interactuar no solo uno, sino varios agentes de software, trabajando en forma cooperativa, de tal forma que con la ayuda de ellos y aplicando la estrategia de búsqueda multidireccional sea posible establecer una ruta o camino para ir de un punto a otro en el escenario.For the construction of an autonomous mobile robot must have a large number of functional elements, among which stands out a processing system to help solve the problems of displacement, to go from one place to another within an environment or atmosphere overcrowded. Initially there is the construction of a simulator scenario in two dimensions, which allow a software robot (called Softbot) and different elements that are part of an environment, used as a test system in finding a suitable route to get from one point to another. The simulator scenarios and their characteristics, is constructed by using databases capable of storing large amounts of information and access times smaller, this information includes the description of the elements and changes that may occur in the model the virtual world. Thus it is possible to make the Softbot perform a "walk" across the stage. The model of the stage, built into the application, is presented as a "flat" two-dimensional (2D), which contains the physical distribution of elements, while the software agent has a virtual representation of the environment, based on artifacts computer that allows you to traverse the environment and simulate the virtual sensor readings proximity incorporated therein. As a tool for determining the route will use techniques of Artificial Intelligence (AI), applied in instrumented system design supported by advanced software. Such applications have in common, the need to move a point or initial state to another, which is achieved by the sequence of state changes through actions or transformations, the use of search strategies and general heuristics. Finally, implement the ability to interact not only one but several software agents, working cooperatively, so that with the help of them and applying the multi-search strategy is possible to establish a route or way to get from one point another on stage

TRANSPORTE COOPERATIVO DE OBJETOS CON UNA PLATAFORMA MÓVIL EN UN ENTORNO ESTRUCTURADO

La robótica cooperativa busca diseñar sistemas compuestos de varios robots capaces de resolver problemas conjuntamente, de tal manera que dicha implementación puede llevar consigo distintos tipos de control (centralizado o distribuido), de esta manera una de las aplicaciones en esta línea de investigación es el transporte de objetos mediante distintas estrategias que van desde el empuje, la sujeción y arrastre de los objetos; tales trabajos se han presentado desde la década de los 90 hasta el día de hoy. El enfoque del presente artículo busca mostrar el desarrollo e implementación de una plataforma robótica cooperativa aplicada al transporte de objetos largos a través de un entorno estructurado utilizando las herramientas que provee el kit Lego Mindstorms RCX 2.0 y el grupo de investigación en robótica móvil autónoma ROMA

Diseño de un sistema de guiado de un robot móvil mediante visión artificial con capacidad de tolerancia a fallos

[ES] El presente trabajo consiste en el diseño y puesta en marcha del sistema de guiado de un robot móvil basado en visión artificial y sensores de distancia ultrasónicos que presentará capacidades básicas de tolerancia a fallos. Se diseñará además un circuito simple con ciertas singularidades que el robot será capaz de afrontar. Todo esto constituirá una plataforma de pruebas simplificada de un vehículo autónomo que servirá como punto de partida para el posterior desarrollo del proyecto de tolerancia a fallos adaptativa DINAMOS, iniciado por el Grupo de Tolerancia a Fallos del Departamento de Informática de Sistemas y Computadores de la Universitat Politècnica de València. Para el desarrollo del trabajo se empleará el computador de placa reducida Raspberry Pi como unidad de procesamiento y control, un módulo de cámara para la Raspberry Pi, sensores ultrasónicos, un robot móvil, la librería de procesamiento de imágenes OpenCV y la de cálculo matricial NumPy. El lenguaje de programación empleado será Python. Se diseñarán e implementarán distintos algoritmos de control y procesamiento de imágenes para el guiado del robot y el reconocimiento de los elementos singulares del circuito, como serán las intersecciones en el trayecto, distintos modelos de señales de tráfico y múltiples objetos. Finalmente se dotará al sistema perceptivo del robot de capacidades de tolerancia a fallos basándose en la redundancia hardware funcional y la redundancia temporal.[CA] El present treball consisteix en el disseny i posada en marxa del sistema de guiat d’un robot mòbil basat en visió artificial i sensors de distància ultrasònics que presentarà capacitats bàsiques de tolerància a fallades. Es dissenyarà a més un circuit simple amb certes singularitats que el robot serà capaç d’afrontar. Tot açò constituirà una plataforma de probes simplificada d’un vehicle autònom que servirà com a punt de partida per al posterior desenvolupament del projecte de tolerància a fallades adaptativa DINAMOS, iniciat pel Grupo de Tolerància a Fallades del Departament d’Informàtica de Sistemas i Computadores de la Universitat Politècnica de València. Per al desenvolupament del treball es farà us del computador de placa reduïda Raspberry Pi com a unitat de processament i control, un mòdul de càmera per a la Raspberry Pi, sensors ultrasònics, un robot mòbil, la llibreria de processament d’imatges OpenCV i la de càlcul matricial NumPy. El llenguatge de programació usat serà Python. Es dissenyaran i implementaran distints algoritmes de control i processament de imatges para el guiat del robot i el reconeixement dels elements singulars del circuit, como seran les interseccions en el trajecte, distints models de senyals de tràfic i múltiples objectes. Finalment se dotarà al sistema perceptiu del robot de capacitats de tolerància a fallades basant-se en la redundància hardware funcional i la redundància temporal.[EN] This project consists of the design and implementation of the guiding system with basic fault tolerance capabilities of a mobile robot based on computer vision and ultrasonic distance sensors. Additionally, a simple circuit will be designed, with certain singularities that the robot will be able to face. All this will constitute a simplified test platform for an autonomous vehicle that serves as a starting point for the further development of the adaptive fault tolerance project DINAMOS, started by the Fault Tolerance Group of the Computer and Systems Informatics Department at the Universitat Politècnica de València. For the development of the project, the single-board computer Raspberry Pi will be used as the processing and control unit, as well as a camera module for Raspberry Pi, ultrasonic sensors, a mobile robot, the image processing library OpenCV and the matrix and array computing library NumPy. The programming language used will be Python. Several control and image processing algorithms will be designed and implemented to guide the robot and recognize the unique elements of the circuit, such as intersections in the path, different models of traffic signals and multiple objects. Finally, the robot's perceptual system will be endowed with fault tolerance capabilities based on functional hardware redundancy and temporal redundancy.Mompó Alepuz, A. (2017). Diseño de un sistema de guiado de un robot móvil mediante visión artificial con capacidad de tolerancia a fallos. http://hdl.handle.net/10251/85072.TFG

Robot móvil con visión estereoscópica para la localización de objetos

El procesamiento de imágenes aplicado al campo de control y automatización de sistemas industriales ha tenido una gran influencia en la tecnología de los robots móviles; así se han venido desarrollando diversas técnicas de visión para poder obtener nuevos parámetros cada vez más precisos sobre el entorno de trabajo del robot móvil. Las técnicas de reconocimiento de objetos y visión estereoscópica han demostrado ser una herramienta muy útil, ya que gracias a esto, los vehículos no tripulados pueden llegar a tener una mejor interacción con su entorno, lo cual resulta en un mejor desenvolvimiento en las diferentes tareas que realizan El presente trabajo de tesis describe la implementación de un sistema de visión estéreo aplicado al campo de los robots móviles para la localización de objetos, el cual tiene como principal características encontrar la distancia en coordenadas XYZ de un objeto en particular; para que luego esta información sea llevada al robot. Tanto para la tarea de segmentación como del cálculo de coordenadas se utilizará a la librería OpenCV la cual nos permite el uso de los diferentes algoritmos de procesamiento de imágenes. La etapa de visión estéreo propiamente dicha se llevará a cabo mediante la implementación de las siguientes etapas: cálculo de los parámetros de las cámaras, calibración, rectificación de imágenes y finalmente la triangulación, método por el cual se obtienen las coordenadas deseadas. El sistema de visión estéreo desarrollado será implementado en un computador embebido y se va comunicar con el robot móvil mediante protocolo TCP/IP para el envió de las diferentes coordenadas.Tesi

Diseño de robot de exploración semi-autónomo

Se diseña un sistema mecatrónico enfocado en la localización de personas víctimas de catástrofes naturales, para lo cual se implementaron diferentes sistemas electrónicos, mecánicos y de control, con el fin de hacer del sistema una herramienta útil y eficiente a la hora de brindar ayuda a los organismos de socorro para lograr de manera conjunta la disminución de víctimas mortales exclusivamente por el tiempo que tarda la labor de rastreo, por este motivo se presta especial atención a factores como lo son el lugar en que se va a desenvolver el robot y las posibles causas que pueden afectar su desempeño debido a cuestiones de entorno y movilidad, también se consideran técnicas de procesamiento que se ajustan mejor a ésta labor sin dejar a un lado la optimización de recursos en cuanto a tratamiento de información y autonomía, donde se pretende utilizar un Kinect como sensor principal para adquisición de información junto a las herramientas que ofrece ROS como sistema operativo para facilitar el tratamiento de información y a su vez para determinar acciones a tomar, además de poseer la ventaja de ser monitoreado desde un ordenador remoto por medio de comunicación inalámbrica que permite el intercambio de información sobre el entorno y el control del dispositivo por medio de un usuario si así lo requiere la ocasión; por lo tanto y sujeto a estrictos parámetros de funcionalidad y operación, se diseña un robot semi-autónomo como un complejo sistema mecatrónico con las herramientas necesarias para enfrentarse a las adversidades del ambiente y aun así poder lograr el objetivo principal de localizar personas en medio de un desastre medioambiental, implementando tecnología e ingeniería de alto nivel

Diseño e implementación de un robot híbrido teleoperado con Simulink y un web server embebido en Raspberry PI

La presente investigación pretende explicar el diseño e implementación de un robot híbrido, formado por una base móvil y un brazo de 5 GDL con herramienta tipo pinza, el cual es teleoperado bajo la plataforma Simulink del Matlab y un Web Server embebido en un controlador Raspberry PI. El controlador Raspberry Pi manipula los actuadores del robot híbrido utilizando un navegador Web Chrome, dado que se tiene embebido un Web Server. El resultado de la investigación permitirá que los estudiantes de la Escuela Profesional de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad Ricardo Palma cuenten con una plataforma interactiva para incrementar sus conocimientos e incentivar la investigación

“Robot móvil con percepción auditiva y sistema de control a distancia”

TesisEn este documento se presenta el diseño e implementación de un robot móvil con percepción auditiva y sistema de control a distancia, a partir de un mini robot con locomoción por ruedas, manipulado mediante comandos de voz. El objetivo principal del proyecto es la inclusión de dos métodos de comunicación del usuario con el robot: a) local, con la integración de un módulo de reconocimiento de voz instalado en la estructura del prototipo, y b) remoto, a través de una aplicación denominada “Mi robot móvil”, desarrollada en la plataforma de programación MIT App Inventor 2, diseñada para el entorno Android. El propósito de esta aplicación es establecer comunicación vía Bluetooth entre un teléfono celular y el robot, además del envió de instrucciones emitidas por medio de comandos de voz, aprovechando el reconocimiento de voz de Google. Para el desarrollo del proyecto se hizo uso de la metodología de desarrollo de software en espiral, que cuenta con cuatro fases: planeación, modelado, construcción y despliegue. Este método fue seleccionado al efectuar un análisis para conocer la secuencia de pasos o etapas a cumplir con la realización de un sistema. Se identificó que dicha metodología corresponde con un modelo evolutivo para el desarrollo de software, que permite la integración de elementos de hardware. Al finalizar cada iteración, se obtienen actividades de retroalimentación para la mejora del diseño y de la programación. Una característica destacable del robot es la inclusión de un sensor ultrasónico que permite la detección de objetos próximos mientras ejecuta el recorrido de una trayectoria, lo que le confiere la habilidad de evadir los obstáculos presentes, evitando choques o incidentes que causen daños a su misma estructura. Para la etapa de pruebas se empleó un espacio confinado con paredes de cartón y obstáculos para validar su funcionamiento. Como resultado, se obtiene el desplazamiento satisfactorio del móvil dentro de un área regular, ejecutando los movimientos ordenados por el usuario mediante comandos de voz, haciendo uso de cualquiera de los dos métodos de comunicación establecidos. Independiente a la forma de manejo, el robot es capaz de realizar la evasión de obstáculos durante su recorrido