Planificación de trayectorias óptimas

Abstract

Un robot no-holonómico es aquel que necesita rotar para modificar su dirección. Esto se debe a que no es capaz de controlar el total de sus grados de libertad. Dentro de los robots no-holonómicos se encuentran los robots con ruedas no omnidireccionales. El problema abordado es la planificación del control de robots no-holonómico, de dos ruedas, con tracción diferencial, en particular el Khepera III. La planificación del control permitirá llevar el robot desde una posición inicial del entorno a una final, en el menor tiempo posible, sin colisionar con los obstáculos. Se analizó el problema desde un punto de vista cinemático y se definieron los modelos matemáticos considerando los diferentes parámetros del Khepera III. Con los conocimientos adquiridos se diseñó e implemento una solución al problema de planificación de control. Esta solución consiste en primero realizar un modelado del entorno. Luego con el modelo obtenido se realizará una planificación del camino, que lleve al robot desde la posición inicial a la final. Por último, se construye una planificación de control a partir del camino obtenido anteriormente. Esta planificación de control será la que retorne los movimientos a aplicar al robot para recorrer dicho camino, de forma segura y cumpliendo el objetivo de que sea minimizando el tiempo. Como forma de validar la planificación de control obtenida, se realizó una simulación en Webots. Para esto, se diseñó e implementó la comunicación del control obtenido en un simulador. Los resultados obtenidos, se pudo observar que las planificaciones obtenidas por la implementación realizada, son mejores en tiempo de recorrido que un algoritmo básico de planificación de trayectorias. Además, se logró que el tiempo de procesamiento de dichos algoritmos, sea el menor posible, para no afectar negativamente la diferencia en recorrido obtenida con la planificación. Queda como trabajo futuro la construcción de un módulo de corrección de movimiento para la simulación, para mitigar los errores introducidos en la ejecución de la planificación obtenida. Además, como trabajo futuro, se plantea ejecutar la planificación obtenida en un entorno real.