Evaluación y comparación de sistemas de planificación de navegación de robots en entornos dinámicos

Lorente Cebrián, Mª Teresa
Montano Gella, Luis (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2013
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Máster Universitario en Ingeniería de Sistemas e Informática

Resumen: Este trabajo aborda un análisis comparativo de diferentes técnicas de planificación de movimientos en entornos dinámicos. Se basa en trabajos anteriores, en los que se desarrollaron dos técnicas de planificación de movimientos para un robot que se mueve en un entorno dinámico. Se trata de técnicas de navegación robocéntricas en las que el modelo del entorno dinámico se basa en el espacio de velocidad-tiempo del robot, donde se representan tanto los objetos estáticos como dinámicos. La primera técnica trabaja sobre un espacio de velocidades bidimensional (velocidad lineal-velocidad angular). Explota la idea de identificar la mejor estrategia en función de la situación en la que se encuentra el robot. La segunda técnica optimiza una función objetivo en el espacio de velocidad-tiempo para obtener comandos óptimos y trayectorias seguras. Además, incorpora la técnica desarrollada en el primer trabajo como heurística para mejorar la toma de decisiones, dando lugar a Strategies-Optimization. Para evaluar el rendimiento de la navegación con dichas técnicas se define una serie de métricas, que permiten seleccionar los mejores parámetros de optimización para cada tipo de escenario. Estas métricas evalúan y comparan los comportamientos en diferentes escenarios, lo que permite tener una evaluación completa de todas las técnicas. Además, en aplicaciones reales los robots tienen que moverse en escenarios tanto de interior como de exterior. Sin embargo, para que los robots construyan un mapa del entorno, se localicen y naveguen utilizan diferentes sensores, debido al tipo de información disponible y a la incertidumbre de cada sensor en cada momento. Esto provoca discontinuidades en localización o incluso pérdida de ello, lo que debe evitarse. En este trabajo se presenta una técnica de localización unificada para entornos de interior-exterior que permite una transición continua entre una zona de la que se dispone un mapa construido con los sensores láser a bordo del robot y una zona que utiliza el GPS para la localización del robot.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master