Generación y planificación de trayectorias para el desarrollo de trabajo cooperativo con robots móviles en la detección de minas antipersonales

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dc.contributor.advisorGonzález Acevedo, Hernando
dc.contributor.authorSánchez Padilla, Anderson José
dc.contributor.cvlacGonzález Acevedo, Hernando [0000544655]spa
dc.contributor.googlescholarGonzález Acevedo, Hernando [V8tga0cAAAAJ&hl=es&oi=ao]spa
dc.contributor.orcidGonzález Acevedo, Hernando [0000-0001-6242-3939]spa
dc.contributor.researchgateGonzález Acevedo, Hernando [Hernando-Gonzalez-Acevedo-2199006362]spa
dc.contributor.scopusGonzález Acevedo, Hernando [55821231500]spa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialColombiaspa
dc.date.accessioned2022-03-25T20:40:09Z
dc.date.available2022-03-25T20:40:09Z
dc.date.issued2022-02-23
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.description.abstractEn este trabajo de grado, se presentan y describen los resultados obtenidos del proyecto de generación de trayectorias para plataformas robóticas móviles de tracción diferencial. Este proyecto tiene su enfoque en los algoritmos de generación de trayectorias para robots móviles en busca de una navegación autónoma, por consiguiente se presentan análisis de forma detallada de temas tales como la cinemática de los robots móviles con tracción de tipo diferencial, cálculos del control de alto nivel (planificadores de ruta), cálculos de control de bajo nivel (control de los motores), además de mostrar los algoritmos programados para la generación y planificación de trayectorias para los robots. Se presentan las estrategias para el control de motores, posición y trayectoria para robots móviles de tipo diferencial, para el desarrollo de este se partió de las plataformas robóticas móviles que se encontraban como trabajo de investigación en la UNAB, teniendo como resultado la navegación autónoma de estos cuyos resultados se encuentran en el presente informe de proyecto de grado. De igual manera se muestran las oportunidades de mejora que pueden ser aplicables a este proyecto para lograr un mejor cumplimiento de las actividades para las cuales fue aplicado.spa
dc.description.abstractenglishIn this degree work, the results obtained from the trajectory generation project for differential traction mobile robotic platforms are presented and described. This project has its focus on the trajectory generation algorithms for mobile robots in search of autonomous navigation, therefore detailed analysis of topics such as the kinematics of mobile robots with differential type traction, motion control calculations, high level (route planners), low level control calculations (motor control), as well as showing the programmed algorithms for the generation and planning of trajectories for the robots. The strategies for the control of motors, position and trajectory for mobile robots of differential type are presented, for the development of this it was started from the mobile robotic platforms that were found as research work in the UNAB, having as a result the autonomous navigation of these whose results are found in this degree project report. In the same way, the opportunities for improvement that may be applicable to this project are shown to achieve better compliance with the activities for which it was applied.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontents1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 13 2. OBJETIVOS .................................................................................................... 14 2.1. Objetivo General. ..................................................................................... 14 2.2. Objetivos Específicos. ............................................................................. 14 3. CAPITULO 1 ................................................................................................... 15 3.1. Caracterización del robot móvil ............................................................... 15 3.2. Medición de velocidad en las ruedas. ...................................................... 17 3.3. Sistema de control de velocidad de las ruedas. ...................................... 19 3.3.1. Sintonización del controlador. .................................................................. 22 3.3.2. Controlador PID y sintonía Lambda. ........................................................ 23 3.4. Sistemas de locomoción. ......................................................................... 26 3.5. Locomoción diferencial. ........................................................................... 26 3.5.1. Cinemática diferencial del punto de interés. ............................................ 29 3.6. Odometría. ............................................................................................... 31 3.7. Comunicación inalámbrica ....................................................................... 35 4. CAPITULO 2 ................................................................................................... 36 4.1. Diseño de los algoritmos de control de nivel medio. ................................ 36 4.2. Control de posición .................................................................................. 38 4.2.1. Análisis mediante el criterio de estabilidad de Lyapunov......................... 38 4.2.2. Diseño del algoritmo de control de posición. ........................................... 39 4.2.3. Prueba simulada del algoritmo de nivel medio (control de posición). ...... 42 4.2.4. Aplicación de cada Fase del diagrama de flujo del control de posición. .. 43 4.2.5. Simulación con diferentes puntos de meta .............................................. 48 4.3. Control de Seguimiento de Camino ......................................................... 53 4.3.1. Prueba simulada del algoritmo de control de camino. ............................ 58 4.3.2. Aplicación de cada Fase del diagrama de flujo del control de camino..... 60 4.3.3. Simulación del controlador con diferentes caminos ................................. 65 5. Diseño de los algoritmos de control de alto nivel. ........................................... 74 5.1. Algoritmo basado en campos potenciales ............................................... 74 5.1.1. Aplicación de cada Fase del diagrama de flujo para la programación del algoritmo de campos potenciales. ...................................................................... 77 5.1.2. Pruebas de simulación del algoritmo de campos potenciales. ................ 80 5.2. Algoritmo basado en grafos de visibilidad: Grafos de visibilidad. ............ 83 5.2.1. Programación del algoritmo de A*. .......................................................... 83 5.3. Comparación entre los algoritmos de generación de trayectorias: Algoritmo basado en grafos A* y Algoritmo de campos potenciales. ................. 86 6. CAPÍTULO 3. .................................................................................................. 90 6.1. Pruebas de simulación para tareas de exploración y tareas de navegación. ........................................................................................................ 90 6.2. Pruebas de simulación de las tareas de navegación. .............................. 92 6.2.1. Pruebas de simulación para 2 robots. ..................................................... 93 6.2.2. Prueba de simulación número 2 para 3 robots. ....................................... 96 6.3. Pruebas de simulación de las tareas de exploración. .............................. 98 6.3.1. Simulación número 2 para 3 robots ....................................................... 100 6.3.2. Graficas para diferentes muestras simuladas ........................................ 101 7. CAPÍTULO 4. ................................................................................................ 103 7.1. Pruebas experimentales para el algoritmo de control de posición ......... 103 7.2. Pruebas experimentales para el algoritmo de control de caminos. ....... 109 7.3. Pruebas experimentales de las tareas de exploración y navegación. ... 113 7.4. Pruebas experimentales Tareas de exploración. ................................... 113 7.5. Prueba numero 2 para un segundo robot. ............................................. 117 7.6. Pruebas experimentales Tareas de navegación. ................................... 119 7.7. Prueba número 2. .................................................................................. 121 8. CONCLUSIONES ......................................................................................... 123 9. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................. 124 10. ANEXOS ....................................................................................................... 127 - ANEXO A: Interfaz Gráfica para las pruebas de simulación y validación experimental. ....................................................................................................... 127 - ANEXO B: Código implementado en el microcontrolador. ............................ 134spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/16072
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
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dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.subject.keywordsMechatronicspa
dc.subject.keywordsRobotic platformsspa
dc.subject.keywordsKinematics of mobile robotsspa
dc.subject.keywordsMotor controlspa
dc.subject.keywordsMachine theoryspa
dc.subject.keywordsManipulatorsspa
dc.subject.keywordsAntipersonnel minesspa
dc.subject.keywordsExplosive bombsspa
dc.subject.keywordsControl calculationsspa
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembTeoría de las máquinasspa
dc.subject.lembManipuladoresspa
dc.subject.lembMinas antipersonalesspa
dc.subject.lembBombas explosivasspa
dc.subject.proposalPlataformas robóticasspa
dc.subject.proposalCinemática de los robots móvilesspa
dc.subject.proposalControl de motoresspa
dc.subject.proposalCálculos de controlspa
dc.titleGeneración y planificación de trayectorias para el desarrollo de trabajo cooperativo con robots móviles en la detección de minas antipersonalesspa
dc.title.translatedGeneration and planning of trajectories for the development of cooperative work with mobile robots in the detection of antipersonnel minesspa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP

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