Localización robótica interior

Abstract

El proyecto consiste en desarrollar un sistema de posicionamiento interior, para ser integrado en agentes robóticos. Esto nace de la limitación en la utilización del Sistema de Posicionamiento Global en ambientes interiores. El trabajo comenzó con el relevamiento y análisis de tecnologías y técnicas aplicadas hoy en día en la academia y en la industria. Luego de este trabajo de investigación, se resolvió utilizar la tecnología de radiofrecuencia Banda Ultra Ancha, por no ser susceptible a los principales problemas que se presentan en la mayoría de las tecnologías usadas para localización, entre ellos, sensibilidad al cambio en el ambiente por movimiento de objetos o de personas, variación en la humedad o temperatura, entre otras. Luego de determinar la tecnología base, se hizo una búsqueda de plataformas o soluciones ya existentes, priorizando los proyectos de código abierto tanto en aplicaciones como en especificaciones y diseño de componentes físicos y considerando la posibilidad de ensamblar parte de los elementos electrónicos. El resultado derivó en la utilización del dispositivo de Localino (v2), que consiste en una placa que se integra con la antena DW1000 de Decawave, es de uso en investigación académica y compatible con un proyecto de código abierto. Esto permitirá adaptar el código fuente, minimizando los tiempos, el costo de ensamblado de las placas de circuitos impresos y principalmente acotando imprevistos e incertidumbres. Estas fueron las principales ventajas respecto a otras opciones evaluadas, dado el alcance del proyecto y el poco conocimiento en el equipo en cuanto al diseño de esquemas de placas de circuitos integrados. La solución desarrollada implicó el rediseño de la implementación ofrecida por Localino, que se basa en que los nodos de posición fija y conocida reporten sus distancias estimadas al nodo objetivo a un programa que se ejecuta en un computador. Dicha solución requiere que el agente robótico pueda estimar su propia posición, por lo que los nodos de posición fija y conocida deben reportar a este agente, que es a su vez el objetivo, sus distancias estimadas a él. En una fase intermedia, se experimentó con los dispositivos para establecer la precisión del sistema en función del error que presenta la antena en la estimación de la distancia y analizar cómo esto influye en el cálculo de la posición. Para tal fin, se establecieron puntos de posición conocida en un ambiente controlado en el laboratorio de robótica. Posteriormente, se desarrolló el módulo a ser integrado en la plataforma de trabajo del Sistema Operativo Robótico. Finalmente, se evaluó la precisión y el rendimiento de todo el sistema integrado. Uno de los objetivos opcionales que se manejaron en el proyecto fue la posibilidad de utilizar Docker como plataforma de virtualización para poder simular la ejecución en el agente robótico, lo que dio muy buenos resultados.