Implementación en una plataforma móvil de la técnica SLAM mediante control inalámbrico

Abstract

Resumen: en los últimos años, la necesidad de realizar distintas tareas de manera autónoma ha provocado un crecimiento exponencial en el uso de los robots móviles, lo que conlleva a que cada vez se invierta más en la investigación en el campo de la robótica móvil. Gracias a esto se han dado grandes avances en este ámbito, los cuales han sido transferidos a otros campos como la exploración del entorno o la conducción autónoma. Todas las grandes empresas del sector automovilístico trabajan para la creación del coche autónomo, un vehículo que utiliza algoritmos de planificación de trayectoria y evitación de obstáculos, los cuales se han de valer de un sistema de percepción del entorno muy preciso. El proyecto que se desarrollará en este Trabajo de Fin de Grado (TFG), se basará en la construcción de un robot móvil que, mediante la implementación de la técnica SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), genere un mapa 2D del entorno por el que se mueva. En concreto, el objetivo de este proyecto tratará del diseño y construcción de un robot móvil de bajo coste y de control inalámbrico que explore el entorno mediante el uso de sensores instalados en el robot (encoders, LiDAR, IMU) y el software de ROS Kinetic con el paquete de Hector SLAM, que implementará el algoritmo de la técnica SLAM. Como objetivo extra del proyecto, se profundizará en el aprendizaje de la tecnología IoT, para lo que se implementarán unos programas que permitan comunicar el sistema ROS con un ordenador con LabVIEW instalado, haciendo uso de la publicación y suscripción de nodos.

Laburpena: azkenaldi honetan, era autonomoan ari ezberdinak egiteko beharrak hazkunde exponenziala sortu du robot mugikorren erabilpenean, zeinak eragiten duen gero eta inbertsio gehiago robotika mugikorren arloan. Honi esker, aurrerapen handiak gertatu dira alor honetan. Aurrerakuntza hauek beste eremu batzuetara transferituak izan dira, inguruko ikuskapena edo gidatze autonomoa, besteak beste. Automobilgintza enpresa handi guztiek kotxe autonomoen sorkuntzan dihardute, ibilbide plangintza eta oztopoak ekiditeko algoritmoak erabiltzen dituen ibilgailu bat hain zuzen. Algoritmo guzti horiek inguruaren pertzepzio sistema zehatz batez baliatu behar dira. Gradu Amaierako Lan (GAL) honetan garatuko den proeiktua, robot mugikor baten eraikuntzan datza, zeinak, SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) teknikaren bidez, mugitzen den ingurutik 2D mapa bat sortzen duen. Zehazki, proiektu honen helburua kostu txikiko robot mugikor bat diseinatzea eta eraikitzea da. Kontrola, haririk gabekoa izango da eta ingurua ikuskatzeko sentsoreak (encoders, LiDAR, IMU) erabiliko dira. ROS kinetik sofwarek, Hector SLAM paketearekin, SLAM teknikaren algoritmoa inplementatuko du. Aparteko helburu bat, IoT teknologiaren ikasketan sakontzea da. Horretarako, instalaturiko ordenagailu LabVIEW ROS sistemarekin komunikatzeko programa batzuk martxan ezarriko dira, argitalpen eta nodoen harpidetzaren bidez.

Abstract: in recent years, the need to perform tasks autonomously has led to an exponential growth in the use of mobile robots, generating a growing investment in research in the field of mobile robotics. The fast development of this area has been transferred to other fields such as mapping of the environment or autonomous driving. All the major companies in the automotive industry are working on the creation of an autonomous vehicle, a vehicle that uses algorithms to plan the trajectory and avoid obstacles, requiring a very precise perception of the environment. The project that will be developed in this Final Degree Project (TFG), is based on the construction of a mobile robot that, through the implementation of the SLAM technique (Simultaneous Localization and Mapping), generates a 2D map of its surrounding environment. Specifically, the objective of this project is the design and construction of a low-cost mobile robot with wireless control, able to explore the environment through the use of sensors installed on the robot (encoders, LiDAR, IMU) and ROS software Kinetic with Hector SLAM package, which will implement the SLAM technique algorithm. As an additional objective of the project, it is planned to deepen in the knowledge of the IoT technology, working with specific software tools to communicate the ROS system with a computer with LabVIEW, applying the use of the publication and subscription of nodes.