Planificación de trayectorias usando metaheurísticas

In this work, a comparison between two metaheuristic methods to solve the path planning problem is presented. These methods are 1) Artificial ant colony and 2) Artificial bee colony. The following metrics are used to evaluate these implementations: 1) Path length and 2) Execution time. The comparison was tested using ten maps obtained from the University of Prague Department of Intelligent Cybernetics and the Mobil Robotics Group. Several runs were carried out to find the best algorithm parameters and get the best algorithm for the route planning task. The best algorithm was the artificial bee colony. These evaluations were visualized using the VPython package; here, a differential mobile robot was simulated to follow the trajectory calculated by the best algorithm. This simulation made it possible to observe that the robot makes the correct trajectory from the starting point to the objective point in each evaluated map.En este trabajo se presenta una comparación entre dos métodos metaheurísticos para resolver problemas de planificación de rutas. Estos métodos son: 1) Colonia de hormigas artificiales y 2) Colonia de abejas artificiales. Para evaluar estas implementaciones, se utilizan las siguientes métricas: 1) Longitud de ruta y 2) Tiempo de ejecución. El comparativo se probó utilizando diez mapas obtenidos del Departamento de Cibernética Inteligente y Mobil Robotics Group de la Universidad de Praga. Se realizaron varias ejecuciones con el objetivo de encontrar los mejores parámetros de los algoritmos y obtener el mejor algoritmo para la tarea de planificación de ruta. El mejor algoritmo fue la colonia de abejas artificiales. Estas evaluaciones se visualizaron utilizando el paquete VPython, aquí se simuló un robot móvil diferencial para seguir la trayectoria calculada por el mejor algoritmo. A partir de esta simulación fue posible observar que el robot realiza la trayectoria correcta desde el punto de inicio hasta el punto objetivo en cada uno de los mapas evaluados

Estudio comparativo de planificadores de trayectorias en servo control visual

Durante la implementación y desarrollo de algoritmos de servo control visual a menudo se considera la planificación de trayectorias principalmente en dos esquemas: cuando el control se basa en el espacio de la imagen o cuando se trata de trayectorias punto a punto del robot. En el presente artículo se plantea la planificación de trayectorias para tareas de seguimiento, utilizando una arquitectura de control servo visual basado en posición bajo la concepción de mirar y mover dinámico. En esta arquitectura el lazo visual es más lento que el control articular. Por esta razón se propone suavizar los estados intermedios del lazo articular por medio de un planificador específicamente diseñado para tareas de seguimiento. En el planificador de trayectorias propuesto se toman en cuenta las máximas prestaciones del robot y sus elementos así como garantizar la suavidad durante el seguimiento. Se realiza una comparativa con un planificador del tipo polinómico que asegura también prestaciones deseadas. El problema que aquí se plantea se desarrolla y experimenta en un sistema de pruebas especialmente diseñado para realizar pruebas e implementaciones de estrategias y algoritmos de control visual y articular. Este sistema de pruebas está principalmente compuesto por un robot paralelo de 3 GDL y un sistema de visió

Planificación de trayectorias bi-objetivo en robótica aérea para agricultura de precisión

Este trabajo presenta las experiencias y resultados obtenidos al aplicar tecnicas de planificacion de trayectorias para vehıculos aereos no tripulados con el objetivo doble de tomar imagenes aereas de alta resolucion para realizar mosaicos de cultivos asi como recoger los datos recopilados por motas o sistemas sensoriales inalambricos con capacidad de crear y gestionar redes. Dichas redes son utilizadas para la monitorizacion y evaluacion de tendencias en variables como la temperatura o humedad

Planificación del movimiento basada en diagramas de Voronoi para equipos de robots móviles

Se propone una estrategia de planificación de trayectorias para sistemas multi-robot, suponiendo navegación clásica, con un método implementado de evitación de colisiones y prevención de bloqueos durante la evolución del sistema

Planificación de trayectorias para vehículos submarinos con ROS

El presente documento muestra el Trabajo de Fin de Grado realizado Planificación de trayectorias para vehículos submarinos con ROS en la Universidad Carlos III de Madrid, en la Escuela Politécnica Superior de Leganés. El proyecto desarrollado consta de dos partes bien diferenciadas: un estudio teórico y una simulación. Ambas partes son independientes pero complementarias entre sí. En la primera parte se ha realizado un estudio teórico de los distintos algoritmos existentes para la planificación de trayectorias de vehículos autónomos, profundizando en aquellos empleados en la simulación, correspondiente a la parte práctica del proyecto. En esta parte práctica, utilizando el framework de desarrollo de robots MoveIt y los algoritmos definidos por defecto en este entorno de trabajo, se han planificado trayectorias para el desplazamiento del vehículo autónomo submarino (AUV) GIRONA 500. Este robot pertenece al Instituto de VIsión por COmputador y ROBótica (ViCOROB) de la Universidad de Gerona. Para la visualización de las trayectorias se ha utilizado el entorno de visualización en 3D proporcionado por la herramienta Rviz.The current document presents the bachelor thesis Underwater vehicles motion planning with ROS for University Carlos III of Madrid on the Polytechnic School of Leganés. The development of this project has two main areas: a theoretical study and a simulation. Both of them are independent of each other, but complementary between them. On the first area, a theoretical study has been done in order to study the different algorithms that exists for motion planning, emphasizing on those that are used on the simulation; corresponding to the practical part of the thesis. In this practical part, using the development framework of robots MoveIt and the algorithms already defined on this working space, a motion planning has been done for the Autonomus Underwater Vehicle (AUV) GIRONA 500. This robot belongs to the Institute of Computer Vision and Robotics (ViCOROB), which is in Girona University. In order to visualize the motion, Rviz has been used as the 3D visualization environment.Ingeniería en Tecnologías Industriale

Design and Simulation of the guidance and control system for an F-86 Sabre

[ES] El alumno desarrollará el sistema de guidado y control del F-86, basándose en técnicas de control multivariables en espacio de estados. Asimismo, desarrollará estrategias de planificación de trayectorias óptimas offline para la el guiado de la aeronave.[EN] The student will develop the guidance and control system of the F-86, basing on mutivariable control techniques in state-space. Furthermore, he will develop offline optimal path planning strategies for the guidance of the aircraft.Ortiz Moya, Á. (2020). Design and Simulation of the guidance and control system for an F-86 Sabre. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/153251TFG

Resolución del problema cinemático inverso en un robot SCARA mediante grupos de Assur

XIX Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica, CNIM 2012, Castellón (España)Este artículo presenta una nueva formulación para la resolución de la cinemática inversa de un robot SCARA mediante grupos de Assur. Dicha formulación minimiza el tiempo de resolución del problema cinemático y permite definir, de manera inequívoca, el modo de trabajo del robot en cualquier instante de la simulación. También permite identificar posibles configuraciones singulares del problema inverso. Debido a las características comentadas, esta formulación está especialmente indicada para utilizarse en algoritmos automáticos de planificación de trayectorias en entornos cambiantes donde se deban evitar colisione

Planificación de trayectorias para brazos robóticos basada en RRT

El objetivo general de este trabajo de fin de grado es la planificación de trayectorias para brazos robóticos. En concreto se usará el algoritmo RRT destinado a este objetivo, a partir de la herramienta MATLAB. En concreto se utilizará el manipulador MANFRED-2 desarrollado por el departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Carlos III de Madrid. Todo se llevará a cabo a partir de diversas toolboxes para MATLAB, encargadas de trasladar un brazo robótico a un entorno de simulación en el que poder realizar la planificación de una trayectoria desde un punto inicial a otro punto objetico, pudiendo existir entre ambos obstáculos los cuales deberá evitar el brazo. Para ello se adaptará un algoritmo de planificación RRT a las condiciones dada por el brazo robótico, a partir de sus parámetros de Denavit-Hartenberg y la cinemática directa; se utilizarán diversos objetos a modo de obstáculos en el entorno del brazo; se harán uso de los modelados STL del manipulador o brazo robótico para una simulación más realista. Finalmente, con el modelo obtenido se procedieron a realizar diversas simulaciones con el fin de obtener mayor conocimiento acerca de cómo el funcionamiento del sistema se ve afectado en función del valor de los distintos parámetros del mismo.The general objective of this end-of-degree project is the path planning for robotic arms. In particular, the RRT algorithm, intended for this goal, used from the MATLAB tool. Specifically, it will be used the MANFRED-2 manipulator, developed by the Department of Systems Engineering and Automation of the Carlos III University of Madrid. Everything will be carried out from various toolboxes for MATLAB, responsible for moving a robotic arm to a simulation environment h from an initial point to another objective point, being able to exist between both obstacles that must be to avoid by the manipulator. To do this, a RRT planning algorithm was adapted to the conditions belonging to the robotic arm, based on the parameters of Denavit-Hartenberg and the use of forward kinematics; it will be used objects as obstacles in the environment of the arm; STL models of the manipulator or robotic arm are used for a more realistic simulation. Finally, with the model obtained, several simulations were carried out in order to obtain more knowledge about how the functioning of the system is affected depending on the value of the different parameters of the system.Ingeniería Electrónica Industrial y Automátic

Mobile Interface for a Smart Wheelchair

Smart wheelchairs are designed for severely motor impaired people that have difficulties to drive standard -manual or electric poweredwheelchairs. Their goal is to automate driving tasks as much as possible in order to minimize user intervention. Nevertheless, human involvement is still necessary to maintain high level task control. Therefore in the interface design it is necessary to take into account the restrictions imposed by the system (mobile and small), by the type of users (people with severe motor restrictions) and by the task (to select a destination among a number of choices in a structured environment). This paper describes the structure of an adaptive mobile interface for smart wheelchairs that is driven by the context.Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología TER96-2056-C02-0

Orientación espacial: una ruta de enseñanza y aprendizaje centrada en ubicaciones y trayectorias

El trabajo que presentamos en este reporte de investigación parte de la identificación de una problemática sobre los bajos desempeños en orientación espacial de la población colombiana. Este hecho afecta negativamente competencias tanto en aspectos académicos como en situaciones de la vida diaria. Dado que la orientación espacial hace parte del sentido espacial y es responsabilidad de la educación matemática contribuir a su desarrollo, centramos nuestro trabajo de grado de licenciatura en matemáticas en este componente esencial de la formación de niños y jóvenes. El objetivo principal de la investigación fue la elaboración de una propuesta didáctica para favorecer el desarrollo de la orientación espacial, a través de juegos. Nos enfocamos en la enseñanza y el aprendizaje de ubicaciones y trayectorias, según los niveles de competencia sugeridos por Sarama y Clements (2009). Para elaborar la propuesta, construimos un conjunto de descriptores, con el fin de caracterizar desempeños en niveles de competencia específicos de la orientación espacial. Con relación a los descriptores diseñamos los juegos que componen la propuesta didáctica. La metodología empleada para desarrollar la propuesta incluyó la planificación, la ejecución de pruebas piloto, la observación y la reflexión de la implementación. Una de las conclusiones del trabajo, es que los juegos diseñados logran incentivar, desarrollar y fortalecer aspectos de la orientación espacial. Su implementación potencia en los estudiantes las competencias necesarias para establecer sistemas de referencia, inicialmente a partir de la ubicación de sí mismos y sus movimientos, para luego usar otros puntos de referencia representados en mapas y coordenadas. Con el conjunto de descriptores y los juegos, ofrecemos una opción para el aula de matemáticas que busca favorecer el desarrollo de la competencia orientación espacial en los estudiantes