Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado

RESUMEN: Se realizó la segmentación y comparación mediante pruebas de laboratorio, de diferentes algoritmos de planificación de trayectoria en la plataforma seleccionada, permitiendo la autonomía en la navegación de robots móviles. Se identificaron necesidades y requerimientos de profesores de la Un...

Full description

Autores:
Giraldo Paniagua, Kevin Estiven
Jiménez Salazar, Santiago
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad EIA .
Repositorio:
Repositorio EIA .
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.eia.edu.co:11190/2538
Acceso en línea:
http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2538
Palabra clave:
Bio-inspirados
Célula de innovación
Planificación de trayectorias
Cinemática
Robot móvil
Turtlebot
Multi-agentes
Ancho de banda
Bio-inspired
Innovation cell
Trajectory planning
Kinematics
Mobile robot
Turtlebot
Multi-agents
Bandwidth
Rights
openAccess
License
Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020
id REIA2_fe5978e4c88c07c1830e6fc4c436e09c
oai_identifier_str oai:repository.eia.edu.co:11190/2538
network_acronym_str REIA2
network_name_str Repositorio EIA .
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
title Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
spellingShingle Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
Bio-inspirados
Célula de innovación
Planificación de trayectorias
Cinemática
Robot móvil
Turtlebot
Multi-agentes
Ancho de banda
Bio-inspired
Innovation cell
Trajectory planning
Kinematics
Mobile robot
Turtlebot
Multi-agents
Bandwidth
title_short Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
title_full Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
title_fullStr Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
title_full_unstemmed Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
title_sort Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controlado
dc.creator.fl_str_mv Giraldo Paniagua, Kevin Estiven
Jiménez Salazar, Santiago
dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv Moreno Hincapié, Gustavo Andrés
dc.contributor.author.none.fl_str_mv Giraldo Paniagua, Kevin Estiven
Jiménez Salazar, Santiago
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Bio-inspirados
Célula de innovación
Planificación de trayectorias
Cinemática
Robot móvil
Turtlebot
Multi-agentes
Ancho de banda
Bio-inspired
Innovation cell
Trajectory planning
Kinematics
Mobile robot
Turtlebot
Multi-agents
Bandwidth
topic Bio-inspirados
Célula de innovación
Planificación de trayectorias
Cinemática
Robot móvil
Turtlebot
Multi-agentes
Ancho de banda
Bio-inspired
Innovation cell
Trajectory planning
Kinematics
Mobile robot
Turtlebot
Multi-agents
Bandwidth
description RESUMEN: Se realizó la segmentación y comparación mediante pruebas de laboratorio, de diferentes algoritmos de planificación de trayectoria en la plataforma seleccionada, permitiendo la autonomía en la navegación de robots móviles. Se identificaron necesidades y requerimientos de profesores de la Universidad EIA y de un agente externo, que hace parte de la célula de innovación SAMCO-EIA y del proyecto de investigación sistema de generación de trayectorias con odometría visual (SIGTROV), en representación del sector privado colombiano, a partir de esto, se desarrolló la metodología de diseño mecatrónico de Michael French, hasta la etapa de selección en donde en lugar de construir un robot móvil se decidió por el uso de la Turtlebot 2 de la empresa Yujin robot. Los algoritmos utilizados en la comparación representan cada una de las clases (tiempo mínimo de planificación, recorrido mínimo, energía en función de la cinemática y bio-inspirados) que dio como resultado la segmentación de estos. En esta comparación se consideraron seis diferentes combinaciones de algoritmos de planificación de trayectoria y tres criterios de desempeño, los cuales fueron: distancia, tiempo y energía. Los valores de distancia, tiempo y energía obtenidos en los experimentos fueron utilizados para calcular un criterio de manera global, este criterio permitió identificar el algoritmo de planificación local que mejor se desempeñó en la prueba, que fue también el mejor en cada uno de los criterios. Asimismo, se realizó la simulación de robots multi-agentes, esta consistió en la programación de diferentes sensores exteroceptivos para cada robot, y, de esta manera poder detectar obstáculos dinámicos, del mismo modo, previendo los percances con relación al ancho de banda que acompaña la utilización de un mayor número de robots, se realizó la simulación de un manejo adecuado del ancho de banda en ROS.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2020-12-17T18:03:26Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2020-12-17T18:03:26Z
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2020
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Pregrado
dc.type.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv https://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.type.coarversion.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
format http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2538
url http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2538
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.spa.fl_str_mv Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommons.spa.fl_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
rights_invalid_str_mv Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020
https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.extent.spa.fl_str_mv 81 páginas
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad EIA
dc.publisher.program.spa.fl_str_mv Ingeniería Mecatrónica
dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv Escuela de Ingeniería y Ciencias Básicas
dc.publisher.place.spa.fl_str_mv Envigado (Antioquia, Colombia)
institution Universidad EIA .
bitstream.url.fl_str_mv https://repository.eia.edu.co/bitstreams/d53f9680-e474-48d5-9492-5db627d01444/download
https://repository.eia.edu.co/bitstreams/ce8ac042-41cf-4d0f-a8e8-217579de8ed1/download
https://repository.eia.edu.co/bitstreams/c954f6a8-1113-41a4-b3a5-cc3b1d6d3448/download
https://repository.eia.edu.co/bitstreams/3354f254-e27f-4efe-843d-f4078eca535c/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 3f474a270d44d27a6ca8174a452aa788
05b072536da2168f7ead2df0125738d3
da9276a8e06ed571bb7fc7c7186cd8fe
59993c76adcd28236a064019d30dc55c
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional Universidad EIA
repository.mail.fl_str_mv bdigital@metabiblioteca.com
_version_ 1818099065683968000
spelling Moreno Hincapié, Gustavo Andrés1d0614b8e91897e53c5e794e33735c59-1Giraldo Paniagua, Kevin Estivena61887ef5068bc6773b01e8735636fe1-1Jiménez Salazar, Santiago259cb72d632284c24afa8c8204c1e294-12020-12-17T18:03:26Z2020-12-17T18:03:26Z2020http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2538RESUMEN: Se realizó la segmentación y comparación mediante pruebas de laboratorio, de diferentes algoritmos de planificación de trayectoria en la plataforma seleccionada, permitiendo la autonomía en la navegación de robots móviles. Se identificaron necesidades y requerimientos de profesores de la Universidad EIA y de un agente externo, que hace parte de la célula de innovación SAMCO-EIA y del proyecto de investigación sistema de generación de trayectorias con odometría visual (SIGTROV), en representación del sector privado colombiano, a partir de esto, se desarrolló la metodología de diseño mecatrónico de Michael French, hasta la etapa de selección en donde en lugar de construir un robot móvil se decidió por el uso de la Turtlebot 2 de la empresa Yujin robot. Los algoritmos utilizados en la comparación representan cada una de las clases (tiempo mínimo de planificación, recorrido mínimo, energía en función de la cinemática y bio-inspirados) que dio como resultado la segmentación de estos. En esta comparación se consideraron seis diferentes combinaciones de algoritmos de planificación de trayectoria y tres criterios de desempeño, los cuales fueron: distancia, tiempo y energía. Los valores de distancia, tiempo y energía obtenidos en los experimentos fueron utilizados para calcular un criterio de manera global, este criterio permitió identificar el algoritmo de planificación local que mejor se desempeñó en la prueba, que fue también el mejor en cada uno de los criterios. Asimismo, se realizó la simulación de robots multi-agentes, esta consistió en la programación de diferentes sensores exteroceptivos para cada robot, y, de esta manera poder detectar obstáculos dinámicos, del mismo modo, previendo los percances con relación al ancho de banda que acompaña la utilización de un mayor número de robots, se realizó la simulación de un manejo adecuado del ancho de banda en ROS.ABSTRACT: A segmentation and comparison were performed by laboratory tests of different trajectory planning algorithms on the selected platform, allowing autonomy in the navigation of mobile robots. Needs and requirements were identified by professors from EIA University and an external agent, which is part of the SAMCO-EIA innovation cell and of the research project system of generation of trajectories with visual odometry (SIGTROV), representing the private sector Colombian, from this, the Michael French's mechatronic design methodology was developed until the selection stage, where ,instead of building a mobile robot, it was decided to use the Turtlebot 2 from the Yujin robot company. The algorithms used in the comparison represent each of the classes (minimum planning time, minimum travel, energy based on the kinematics constraints and bio-inspired) that resulted in their segmentation. In this comparison, six different combinations of trajectory planning algorithms and three performance criteria will be considered, which were: distance, time and energy. The distance, time and energy values obtained in the experiments were used to calculate a global criterion, this criterion allowed to identify the local planning algorithm that performed best in the test, which was also the best in each of the criteria. Likewise, the simulation of multi-agent robots was performed, which consisted in the programming of different exteroceptive sensors for each robot, and, in this way, being able to detect dynamic obstacles, in the same way, anticipating mishaps in relation to the accompanying bandwidth using a larger number of robots, simulation of adequate bandwidth management was performed in ROS.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)81 páginasapplication/pdfspaUniversidad EIAIngeniería MecatrónicaEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia, Colombia)Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Sistema de navegación autónomo guiado mediante generación de trayectorias para un robot móvil en entorno controladoTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Bio-inspiradosCélula de innovaciónPlanificación de trayectoriasCinemáticaRobot móvilTurtlebotMulti-agentesAncho de bandaBio-inspiredInnovation cellTrajectory planningKinematicsMobile robotTurtlebotMulti-agentsBandwidthPublicationTHUMBNAILGiraldoKevin_2020_SistemaNavegacionAutonoma.pdf.jpgGiraldoKevin_2020_SistemaNavegacionAutonoma.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9595https://repository.eia.edu.co/bitstreams/d53f9680-e474-48d5-9492-5db627d01444/download3f474a270d44d27a6ca8174a452aa788MD54ORIGINALGiraldoKevin_2020_SistemaNavegacionAutonoma.pdfGiraldoKevin_2020_SistemaNavegacionAutonoma.pdfTrabajo de gradoapplication/pdf5669534https://repository.eia.edu.co/bitstreams/ce8ac042-41cf-4d0f-a8e8-217579de8ed1/download05b072536da2168f7ead2df0125738d3MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82515https://repository.eia.edu.co/bitstreams/c954f6a8-1113-41a4-b3a5-cc3b1d6d3448/downloadda9276a8e06ed571bb7fc7c7186cd8feMD52TEXTGiraldoKevin_2020_SistemaNavegacionAutonoma.pdf.txtGiraldoKevin_2020_SistemaNavegacionAutonoma.pdf.txtExtracted texttext/plain134151https://repository.eia.edu.co/bitstreams/3354f254-e27f-4efe-843d-f4078eca535c/download59993c76adcd28236a064019d30dc55cMD5311190/2538oai:repository.eia.edu.co:11190/25382023-07-25 17:12:32.357https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020open.accesshttps://repository.eia.edu.coRepositorio Institucional Universidad EIAbdigital@metabiblioteca.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