{"id":15293,"date":"2022-04-28T09:01:00","date_gmt":"2022-04-28T12:01:00","guid":{"rendered":"http:\/\/w2.fi.uncoma.edu.ar\/?p=15293"},"modified":"2022-05-30T14:06:23","modified_gmt":"2022-05-30T17:06:23","slug":"1705-alvarez-ana-candelaria-diseno-e-implementacion-de-un-sistema-embebido-de-navegacion-por-estima-para-la-localizacion-de-robots-moviles-en-ambientes-de-interiores-abril-2022","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fi.uncoma.edu.ar\/index.php\/nuevos-lic-lcc\/1705-alvarez-ana-candelaria-diseno-e-implementacion-de-un-sistema-embebido-de-navegacion-por-estima-para-la-localizacion-de-robots-moviles-en-ambientes-de-interiores-abril-2022\/","title":{"rendered":"Alvarez, Ana Candelaria: Dise\u00f1o e implementaci\u00f3n de un sistema embebido de navegaci\u00f3n por estima para la localizaci\u00f3n de robots m\u00f3viles en ambientes de interiores, Abril 2022"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"15293\" class=\"elementor elementor-15293\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-fe21b79 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"fe21b79\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-e10874c\" data-id=\"e10874c\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-e97d7de elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"e97d7de\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! elementor - v3.6.7 - 03-07-2022 *\/\n.elementor-widget-text-editor.elementor-drop-cap-view-stacked .elementor-drop-cap{background-color:#818a91;color:#fff}.elementor-widget-text-editor.elementor-drop-cap-view-framed .elementor-drop-cap{color:#818a91;border:3px solid;background-color:transparent}.elementor-widget-text-editor:not(.elementor-drop-cap-view-default) .elementor-drop-cap{margin-top:8px}.elementor-widget-text-editor:not(.elementor-drop-cap-view-default) .elementor-drop-cap-letter{width:1em;height:1em}.elementor-widget-text-editor .elementor-drop-cap{float:left;text-align:center;line-height:1;font-size:50px}.elementor-widget-text-editor .elementor-drop-cap-letter{display:inline-block}<\/style>\t\t\t\t<p><strong>T\u00edtulo<\/strong>:\u00a0<em>\u00abDise\u00f1o e implementaci\u00f3n de un sistema embebido de navegaci\u00f3n por estima para la localizaci\u00f3n de robots m\u00f3viles en ambientes de interiores\u201d<\/em><\/p><div><div><strong>Tesista<\/strong>:\u00a0Ana Candelaria Alvarez<\/div><div>\u00a0<\/div><div><strong>Director<\/strong>: Lic. Rafael Zurita<\/div><\/div><div>\u00a0<\/div><div><strong>Fecha de la defensa:<\/strong>\u00a028 de abril de 2022<\/div><p>\u00a0<\/p><p><strong>Resumen<\/strong><\/p><p>En el marco del proyecto de investigaci\u00f3n\u00a0 \u201cIdentificaci\u00f3n, Evaluaci\u00f3n y Adaptaci\u00f3n de Componentes de Hardware y Software para Sistemas Embebidos Parte II\u201d se est\u00e1 dise\u00f1ando y construyendo un prototipo de robot aut\u00f3nomo de servicio. Los robots m\u00f3viles capaces de realizar navegaci\u00f3n aut\u00f3noma est\u00e1n equipados con sensores y actuadores, y utilizan generalmente cinco subsistemas de software: percepci\u00f3n, localizaci\u00f3n, cognici\u00f3n, planificaci\u00f3n y control. El primer paso es la percepci\u00f3n y la localizaci\u00f3n. La posici\u00f3n actual del robot se puede obtener mediante la detecci\u00f3n de caracter\u00edsticas del ambiente, lo que se denomina localizaci\u00f3n global. Cuando estos datos no est\u00e1n disponibles, el robot debe utilizar un m\u00e9todo complementario llamado localizaci\u00f3n local o navegaci\u00f3n por estima. Este m\u00e9todo utiliza sensores propioceptivos para obtener informaci\u00f3n interna del robot, como la orientaci\u00f3n, aceleraci\u00f3n, o la rotaci\u00f3n de las ruedas. El prototipo de robot mencionado cuenta con un sistema de localizaci\u00f3n global para funcionar en espacios interiores. Debido a que los sistemas de localizaci\u00f3n global requieren siempre de un sistema complementario, la motivaci\u00f3n de este trabajo es estudiar la navegaci\u00f3n por estima y una implementaci\u00f3n particular llamada odometr\u00eda.\u00a0<\/p><p>En esta tesis se presenta el dise\u00f1o e implementaci\u00f3n de un prototipo de sistema embebido que implementa odometr\u00eda utilizando dos tipos de sensores: encoders \u00f3pticos incrementales y magnet\u00f3metro. Los primeros se utilizan para medir la rotaci\u00f3n de la rueda que se traduce en desplazamiento lineal. El \u00faltimo se utiliza para obtener informaci\u00f3n de orientaci\u00f3n del robot, como lo har\u00eda una br\u00fajula. Se propone un dise\u00f1o de arquitectura con cuatro capas: aplicaci\u00f3n, sistema operativo, controladores de dispositivos y hardware. Xinu se utiliz\u00f3 como sistema operativo de tiempo real para gestionar tareas de la capa de aplicaci\u00f3n de manera concurrente. Una de las tareas es la odometr\u00eda en s\u00ed, objetivo principal de esta tesis, y utiliza los controladores (drivers) implementados para comunicarse con los sensores y obtener mediciones, que luego son integradas para calcular una estimaci\u00f3n de la trayectoria del robot.<\/p><p>El sistema prototipo realiza una estimaci\u00f3n a partir de los valores adquiridos de los sensores, y la posici\u00f3n y orientaci\u00f3n previa. Como cada sensor presenta un margen de error, el error de posicionamiento crece indefinidamente en el tiempo.\u00a0<\/p><p>Por lo tanto, fue necesario evaluar el sistema para conocer el error esperable. Se caracteriz\u00f3 a cada sensor realizando pruebas unitarias. Luego, se realiz\u00f3 el experimento UMBmark (University of Michigan Benchmark), donde el robot recorri\u00f3 una trayectoria extensa rectangular, mientras realizaba el proceso de odometr\u00eda. Como resultado se obtuvieron las trayectorias estimadas por el sistema, y se calcularon los errores de posicionamiento.<\/p><p>Se presentan los resultados de estos experimentos. El mecanismo de rumbo, que utiliza el magnet\u00f3metro, reporta una media de \u00b11,88 grados del valor esperado, lo que introduce un error de posicionamiento igual al 3,29% de la distancia recorrida. La estimaci\u00f3n del desplazamiento en base a la medici\u00f3n del giro de las ruedas, que utiliza los encoders, introduce un error de posicionamiento igual a 1,27% de la distancia recorrida. Esto demuestra que los errores de orientaci\u00f3n tienen mayor influencia en el error de posicionamiento estimado del sistema.<\/p><p>En base a los resultados se concluye que el prototipo propuesto puede utilizarse en per\u00edodos de tiempo donde el error de posicionamiento sea tolerable para la aplicaci\u00f3n que realiza el robot. Despu\u00e9s de ese tiempo se debe utilizar el sistema de localizaci\u00f3n global para eliminar este error.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-84e3df1 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"84e3df1\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! elementor - v3.6.7 - 03-07-2022 *\/\n.elementor-widget-image{text-align:center}.elementor-widget-image a{display:inline-block}.elementor-widget-image a img[src$=\".svg\"]{width:48px}.elementor-widget-image img{vertical-align:middle;display:inline-block}<\/style>\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<img width=\"900\" height=\"506\" src=\"https:\/\/www.fi.uncoma.edu.ar\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/tesis-candelaria.jpg\" class=\"attachment-large size-large\" alt=\"tesiscandelaria\" loading=\"lazy\" srcset=\"https:\/\/www.fi.uncoma.edu.ar\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/tesis-candelaria.jpg 900w, https:\/\/www.fi.uncoma.edu.ar\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/tesis-candelaria-300x169.jpg 300w, https:\/\/www.fi.uncoma.edu.ar\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/tesis-candelaria-768x432.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 900px) 100vw, 900px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Foto del d\u00eda de la defensa con su director y el tribunal integrado por los docentes Mg. Claudio Vaucheret, Mg. Gerardo Parra y Lic. Marina Mor\u00e1n.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-115ddcc elementor-align-center elementor-widget elementor-widget-button\" data-id=\"115ddcc\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"button.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-button-wrapper\">\n\t\t\t<a href=\"https:\/\/www.fi.uncoma.edu.ar\/index.php\/nuevos-lic-lcc\/\" class=\"elementor-button-link elementor-button elementor-size-sm\" role=\"button\">\n\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-button-content-wrapper\">\n\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-button-text\">Ver otras tesis LCC FaI<\/span>\n\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>T\u00edtulo:\u00a0\u00abDise\u00f1o e implementaci\u00f3n de un sistema embebido de navegaci\u00f3n por estima para la localizaci\u00f3n de robots m\u00f3viles en ambientes de interiores\u201d Tesista:\u00a0Ana Candelaria Alvarez\u00a0Director: Lic. 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