Navegación de robots manipuladores en el entorno de ROS

Playán Garai, Jorge
López Nicolás, Gonzalo (dir.) ; Aragüés Muñoz, María Rosario (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2019
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática

Resumen: La robótica se ha extendido en las últimas décadas en entornos industriales, y en la actualidad genera grandes expectativas en multitud de campos. En este Trabajo de Fin de Grado se pretende que el alumno se familiarice con la interacción entre “Robot Operating System” (ROS) y dos robots diferentes (uno comercial, Turtlebot, y otro en desarrollo, Campero). Los objetivos incluyen comprender la herramienta ROS aplicada a la navegación de robots, desarrollar capacidades para la instalación del software ROS en un ordenador con el sistema operativo Ubuntu, aplicar el software a los robots Turtlebot y Campero realizando simulaciones de navegación y analizar críticamente los resultados obtenidos. De esta manera, se puede usar la experiencia ganada en Turtlebot para manejar Campero y hacer algunas contribuciones al mismo.
Se estudió el software del robot Turtlebot Waffle Pi, un pequeño robot con cuatro ruedas, dos de ellas motrices, que incluye un paquete de navegación. Se realizaron simulaciones de mapeo de entorno y de navegación autónoma sorteando obstáculos. Los archivos de navegación de Turtlebot se modificaron y aplicaron a la navegación del robot Campero. Este robot es mucho más grande que Turtlebot, dispone de cuatro ruedas y un brazo robótico. Se realizaron simulaciones de navegación en dos entornos desarrollados para Campero, usando los dos tipos de ruedas que incluye el robot: diferenciales y omnidireccionales. Se usó la rutina SLAM para realizar mapas del entorno y después poder emplearlos para una navegación más eficiente.
El Software de Turtlebot para ROS está disponible como código abierto, y ha permitido realizar simulaciones complejas esquivando obstáculos y actualizando la ruta en tiempo real. A pesar del rápido progreso actual del software para Campero, este robot se halla en una fase inicial de su desarrollo. Puesto que Campero no tiene rutinas propias de navegación, se aplicaron las usadas en Turtlebot realizando las modificaciones y empleando los parámetros propios de Campero. Esto permitió hacer una variedad de experimentos de simulación de navegación en los que se alcanzaron los puntos propuestos.
Se han encontrado problemas con la navegación de Campero, que parecen relacionados con su parametrización, con el uso de sus sensores y con la especificación del objetivo de la navegación. Estos son aspectos que deben de recibir atención en el futuro para poder hacer de Campero un robot fiable y operativo en entornos reales.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado