Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Celaya
Abstract
Resumen
El proyecto consiste en desarrollar un sistema de localización capaz de llevar a cabo el control de la trayectoria de un robot móvil, este robot está diseñado bajo los parámetros de la configuración de movimiento Ackermann y fue construido con un chasis de acrílico de 3 mm en el que se montaron los componentes que lo conforman, los cuales son: el sistema de dirección, sistema de tracción y el sistema de control. Además, se recurrió a la tecnología de impresión 3D para fabricar una base necesaria para evitar interferencias en el escáner láser.
Para la elaboración del sistema de localización se requiere el uso del escáner láser RPLiDAR modelo A1M8, que actúa como el principal componente para obtener una retroalimentación del ambiente. Esto se traduce como el uso de los datos que entrega el escáner, los cuales mediante análisis matemáticos ayudan al establecimiento de un sistema coordenado y el cálculo de la posición. La conexión del sistema de localización y el sistema de control brinda la posibilidad de programar las trayectorias a seguir por el robot, sin embargo, debido a la existencia de errores se implementa un sistema de recálculo de trayectoria que toma como principales herramientas de funcionamiento la cinemática del robot y el filtro de partículas creado para el cálculo de incertidumbre. Este recálculo reduce considerablemente el error en la trayectoria, lo cual queda demostrado en las pruebas realizadas en una trayectoria compuesta por: 3 movimientos rectos de 40 cm de longitud y 2 movimientos curvos con un radio de curvatura de 40 cm. La precisión en cuanto al cumplimiento de la trayectoria del sistema de recálculo es alta, ya que se observan variaciones por debajo de los 10 cm, comparado con un comportamiento ideal.
Palabras clave: configuración Ackermann, escáner láser, robot móvil, incertidumbre, sistemas de radar, cinemática, filtro de partículas.
Abstract
The project consists of developing a location system capable of controlling the trajectory of a mobile robot, this robot is designed under the parameters of the Ackermann movement configuration and was built with a 3 mm acrylic chassis in the that the components that comprise it were assembled, which are: the steering system, traction system and the control system; In addition, 3D printing technology was used to manufacture a necessary base to avoid interference in the laser scanner.
For the development of the location system, the use of the RPLiDAR model A1M8 laser scanner is required, which acts as the main component to obtain feedback from the environment in which the robot moves, this is translated as the use of the data provided by the scanner, which through mathematical analysis help the establishment of a coordinate system and the calculation of the position. The connection of the location system and the control system offers the possibility of programming the trajectories to be followed by the robot, however, due to the existence of errors, a trajectory recalculation system is implemented that takes the kinematics as its main operating tools. of the robot and the particle filter created for the uncertainty calculation; This recalculation considerably reduces the error in the trajectory, which is demonstrated in the tests carried out on a trajectory composed of 3 straight movements of 40 cm in length and 2 curved movements with a radius of curvature of 40 cm. The precision in terms of compliance with the trajectory of the recalculation system is high, since variations are observed below 10 cm compared to an ideal behavior.
Keywords: Ackermann configuration, laser scanner, mobile robot, uncertainty, radar systems, kinematics, particle filter
