Autor: Romón Peris, Juan José. Director: Aitouche, Abdel. Entidad Colaboradora: HEI-Universidad Católica de Lille.
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- Francisca Campos Camacho
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1 DESARROLLO DE UNA INTERFAZ GRÁFICA DE CONTROL PARA EL ROBOT MÓVIL KHEPERA II Autor: Romón Peris, Juan José. Director: Aitouche, Abdel. Entidad Colaboradora: HEI-Universidad Católica de Lille. RESUMEN DEL PROYECTO La robótica móvil es un campo de estudio con múltiples aplicaciones, entre ellas, la navegación a través de un entorno de características desconocidas. Las técnicas de navegación hacen uso la teoría de conjuntos borrosos, algoritmos genéticos y redes neuronales, y utilizan el concepto de aprendizaje que es la causa de que los algoritmos propuestos evolucionen a medida que el robot practica. En este proyecto se utiliza el robot Khepera II. Es un robot con dos ruedas y posee ocho sensores de proximidad infrarrojos, alrededor de su periferia. El robot Khepera II fue diseñado originalmente por el grupo K-Team SA en Suiza como una herramienta para investigación y docencia y es muy utilizado el ámbito de robótica autónoma. Un modelo matemático, que describa la posición del robot en tiempo real, es necesario para llevar a cabo las tareas de navegación con eficacia. Este modelo matemático recibe el nombre de modelo odométrico. La precisión de este modelo se ve afectada por tres tipos de errores: El error cometido al realizar la integración de tipo numérica por ser un modelo discreto en el tiempo, el error no sistemático, como el producido al deslizamiento de las ruedas, y el error sistemático como por ejemplo,
2 el que se produce al elegir los parámetros que transforman los valores de los impulsos de las ruedas en datos de movimiento del robot. La estimación de estos parámetros se conoce en la literatura como calibración odométrica. El trabajo desarrollado en este proyecto consiste en la creación en MatLab de una plataforma gráfica para el control experimental del robot Khepera II. En esta misma interfaz se implementan diferentes funciones del robot específicamente desarrolladas para cumplimentar los objetivos del proyecto. El primer objetivo consiste en la modificación del modelo odométrico del robot KheperaII para obtener mayor precisión entre simulación y ambiente real. El segundo objetivo consiste en desarrollar diferentes controladores basados en lógica borrosa que representan comportamientos básicos del robot, entre ellos la evitación de obstáculos. Se pretende que exista una representación de la estimación de los obstáculos en un entorno gráfico para su comparación con el entorno simulado.
3 Las funciones de la interfaz se complementan con la inclusión del software libre KIKS (Kiks Is a Khepera Simulator) que permite la simulación de un robot Khepera en un entorno definido por el usuario. Para el desarrollo completo del objetivo de navegación autónoma se utiliza esta herramienta para diseñar los algoritmos y para su posterior prueba en una situación real. La utilización combinada de los elementos desarrollados en este proyecto, pueden servir para facilitar el proceso de experimentación con el robot y el diseño de comportamientos de navegación autónoma en futuros proyectos de investigación.
4 DEVELOPMENT OF A GRAPHIC INTERFACE CONTROL FOR MOBILE KHEPERA II ROBOT PROJECT SUMMARY Mobile robotics is a field of study with multiple applications, including navigation through unknown environment. The navigation techniques take advantage of fuzzy logic theory, genetic algorithms and neural networks, and use the concept of learning that is the reason why the proposed algorithms evolve during the robot movement. This project uses the robot Khepera II. It is a robot with two wheels and operates from eight infrared proximity sensors, around its periphery. The group K-Team SA, in Switzerland, originally designed the Khepera II robot for research and teaching tasks and since then, it has been very used for autonomous robotics. A mathematical model that describes the position of the robot in real time is necessary to carry out the tasks of navigation with efficiency. This mathematical model is called the odometer model. The accuracy of this model is affected by three types of errors: The error associated to the numerical integration is debt to use a discrete time model, the non-systematic error, as for example, the landslide occurred during the movement of the wheels, and the systematic error, as for instance, the error made by choosing the parameters that transform the pulse values of the wheels in the robot motion data. The estimation of these parameters is known, in the literature, as odometric calibration.
5 The work developed in this paper is the creation of a graphic interface in MatLab for experimental robot Khepera II control. In this very interface, several robot functions are implemented specifically developed in order to complete the project objectives. The first objective is to change the odometer model of the robot Khepera II to improve the accuracy between the simulated position and real environment position. The second objective consists in developing different drivers based on fuzzy logic that represent robot behaviours, including the obstacles avoidance. The goal that is searched consists in having a graphical representation of the estimated obstacles and be able to establish a comparison with the simulated environment.
6 The functions of the interface are complemented by the addition of free software KIKS (Kiks Is a Khepera Simulator) that simulates a robot in an environment defined by the user. For the full development of the autonomous navigation goal, this tool is used in order to get achieved designing algorithms that are testing later in the real environment. The combination of the elements developed in this paper can serve to facilitate the experimenting process with the robot as well as the design of the autonomous navigation behaviours in future research projects.
Los ensayos que se van a desarrollar son los siguientes:
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