TAZ-TFM-2018-900


Implementación de técnicas de modelado, planificación y control para la coordinación de sistemas multi-robot en entornos complejos para la ejecución de tareas de atrapamiento

Renau Morales, Carlos
Montijano Muñoz, Eduardo (dir.) ; Sagüés Blázquiz, Carlos (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: La idea de disponer de un sistema multi-robot que se mueva por un entorno de forma coordinada plantea numerosas ventajas para los seres humanos, teniendo aplicación directa en tareas de exploración, de vigilancia o de búsqueda y rescate, en extinción de incendios, en operaciones militares o en la monitorización de la vida silvestre. En este contexto, es importante disponer de técnicas y algoritmos que permitan resolver los problemas de planificación, asignación de tareas y coordinación del movimiento propios de los sistemas multi-robot. Con la finalidad de aportar soluciones a estos problemas, fundamentalmente en tareas de atrapamiento coordinado, este trabajo final de máster tiene como objetivo principal el desarrollo de estrategias de captura cooperativa de agentes evasores en entornos complejos utilizando un equipo de robots. Para ello, es necesario disponer, en primer lugar, de un modelo del entorno sobre el cual poder aplicar las estrategias de captura. Dado que en la captura pueden aparecer uno o varios evasores, y dado que el entorno puede ser convexo o no convexo y estar o no libre de obstáculos, se abren varias variantes a la hora de abordar este problema. El proyecto parte de un artículo de investigación que aborda la captura cooperativa de evasores en entornos cerrados convexos libres de obstáculos, implementando con éxito y desde cero las técnicas propuestas en él. Dado que la premisa de que el entorno sea convexo lo aleja de su implementación en entornos reales, se extienden estas técnicas de captura a entornos complejos y se desarrollan nuevas estrategias de atrapamiento. El correspondiente estudio del estado del arte permite abordar el modelado de entornos complejos, desarrollando e implementando por cuenta propia una estrategia de modelado orientada a tareas de atrapamiento y que se sustenta principalmente en la teoría de grafos. Las estrategias de captura en entornos cerrados complejos son elaboradas de acuerdo al modelado proyectado en este trabajo, y son implementadas y evaluadas inicialmente frente a un único evasor. Dichas estrategias también se extienden al caso de múltiples evasores, logrando con éxito la captura en un tiempo finito. Con la finalidad de evaluar las diferentes estrategias de captura propuestas, se realiza un ensayo estadístico de las mismas frente a una lógica de evasión manual y una programada. Por último, se realiza una prueba de concepto con un equipo real de robots.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master

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