Robot Autonomo
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Dr. Mg. Ing. Fernando A. Auat Cheein Departamento de Electrónica Universidad Técnica Federico Santa María Valparaíso, Chile [email protected] Hacia la Navegación Autónoma: Un Enfoque Práctico en Robótica Móvil Dr. Mg. Ing. F. Auat Cheein UTFSM Escuela de Invierno 2011
Transcript of Robot Autonomo
Dr. Mg. Ing. Fernando A. Auat Cheein
Departamento de Electrónica
Universidad Técnica Federico Santa María
Valparaíso, Chile
Hacia la Navegación Autónoma: Un Enfoque Práctico en Robótica Móvil
Dr. Mg. Ing. F. Auat Cheein UTFSM Escuela de Invierno 2011
Robots Móviles Navegación Autónoma
Dr. Mg. Ing. F. Auat Cheein UTFSM Escuela de Invierno 2011
Definiciones:
Robot Móvil:
Un robot móvil es un sistema capaz de navegar por un terreno con obstáculos naturales
o artificiales. Su estructura está equipada con piernas o ruedas para permitir su
movilidad. Puede ejecutar diversas operaciones basándose en una estrategia de
navegación previamente definida y de la información que el robot tiene sobre el
ambiente (Dudek, 2000).
Un robot móvil es un dispositivo que tiene la habilidad de moverse en un ambiente
dado (Siegwart, 2004).
Navegación Autónoma:
Habilidad de desplazarse por el ambiente sin intervención de un operador/supervisor
externo (Khatib, 2008).
Robots Móviles Navegación Autónoma
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…….
Cinemática
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Navegación Autónoma
Uniciclo Car-like
X
Y
Xro
bot
Yrobot
<v> Robot Móvil
<G>
Xr
Yr
L
Y
XXr
Yr
V
r
Introducción Navegación Autónoma
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Pose del Robot
Móvil
Objetivo
De
Navegación
Conceptos
• Mapa del Ambiente
• Espacio de trabajo (Workspace)
• Espacio Navegable
• Espacio Prohibido
• Camino (c)
• Compatibilidad Cinemática (c Ci)
• Objetivo de Navegación
• Criterio de Búsqueda y Optimización
Navegación Reactiva Navegación Autónoma
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Sensores Actuadores
Comunicación
de Datos
Descubrimiento
de Datos
Detección de
Objetivo de
Navegación
Evasión de
Obstáculos
Robot Móvil: Estrategia de Comportamiento
Presenta Solapamiento y
Contradicciones
Navegación Planificada Navegación Autónoma
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Sensores Actuadores
Percepción
Localización y
Mapeo
Planificación
Control de
Movimiento
Robot Móvil: Navegación Planificada
Arquitectura Secuencial
Sensores
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Navegación Autónoma
X
Y
Corner
Xro
bot
Yrobot
xcor
nerycorner
<v>
Mobile Robot
<G>x
y
Object 1
Object 2
Localización Navegación Autónoma
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En qué lugar del
entorno se encuentra el
robot?
SLAM: Simultaneous Localization and Mapping Navegación Autónoma
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MAPEO LOCALIZACIÓN SLAM
Localización Mapeo
Robot Móvil
E
N
T
O
R
N
O
Extended
Kalman Filter
Particle
Filter
Monte
Carlo
Extended
Information
Filter
Unscented
Kalman
Filter
FastSLAM
Dr. Mg. Ing. F. Auat Cheein
Fuente:
http://rvlab.icg.tugraz.at/project_page/project_tof_slam/p
roject_tof_slam.htm
UTFSM/2011
SLAM: Ejemplos Navegación Autónoma
SLAM Autónomo Navegación Autónoma
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MAPEO LOCALIZACIÓN SLAM
CONTROL
EXPLORACIÓN /
NAVEGACIÓN
Navegación
Reactiva
Mapeo Autónomo
SLAM
Autónomo
Autonomía Total Navegación Autónoma
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Navegación Autónoma
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Autonomía Total
SLAM
Dónde está ubicado
de acuerdo a lo que el
robot “ve”
Dónde están ubicadas las
características del ambiente
en función de la pose del
robot
Hacia dónde se debe
dirigir el robot de acuerdo
a lo que sabe del ambiente
y de su propia posición
Navegación Autónoma
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Pose del Robot
Móvil
Objetivo
De
Navegación
Conceptos
• Mapa del Ambiente
• Espacio de trabajo (Workspace)
• Espacio Navegable
• Espacio Prohibido
• Camino (c)
• Compatibilidad Cinemática (c Ci)
• Objetivo de Navegación
• Criterio de Búsqueda y Optimización
Planificación de Caminos
Planificación: Ejemplo
Planificación: Ejemplo Navegación Autónoma
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Car-like
L
Y
XXr
Yr
V
r
Navegación Autónoma
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Planificación: Ejemplo
Navegación Autónoma
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Planificación: Ejemplo
Navegación Autónoma
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Planificación: Ejemplo
Navegación Autónoma
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Planificación: Ejemplo
Navegación Autónoma
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Planificación: Ejemplo
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