Design of a controller for the position and motion of a mobile robot

Abstract

[ES] En el Proyecto se diseña y desarrolla un controlador para un robot móvil. El objetivo es que el robot pueda seguir una trayectoria determinada. Además, para introducir el Proyecto se describen las similitudes y aplicaciones al mundo real. Se explica la historia de la robótica con el pasado, presente y futuro de su importancia en nuestras vidas. Los vehículos autónomos es un sector de la robótica que actualmente se encuentra en expansión, su importancia se detalla en el proyecto. Una vez presentado el Proyecto, se desarrollará el diseño de control matemático. Tras la forma teórica pasaremos a la práctica. En primer lugar, se presenta el material y el software utilizado. Luego se explica cómo proceder para simular el robot, cómo modificar la trayectoria de entrada, cómo visualizar el error entre la trayectoria teórica y la real y cómo mejorar el tiempo hasta el estado estacionario para diferentes trayectorias. El software utilizado es Matlab y Simulink, y el hardware utilizado es el robot y el sistema de cámaras que recoge datos de la posición y orientación del robot. El objetivo principal del diseño del programa del robot es que podemos ingresar un radio y una velocidad deseados para la trayectoria circular y el robot la sigue con el mínimo error usando el sistema de cámaras en el techo. Si llegamos a este paso el siguiente sería añadir otro robot que seguiría al primero con un radio diferente. Finalmente, se adjuntarán algunas imágenes de los robots trabajando durante las simulaciones y se propondrán otros trabajos futuros.

[EN] In this bachelor's thesis a controller for a mobile robot is developed. The aim is that the robot can reach a specified position. Besides, to introduce the Project the similarities and applications to the real world are described. The history of robotics is explained with the past, present and future of their importance in our lives. Autonomous vehicles are a sector of robotics that is currently expanding, is part of the motivation of this project and its importance is detailed in the project. Once the Project is introduced, the mathematical control design will be developed. After the theoretical form, we will pass to the practical one. First, the material and software used are introduced. Then, is explained how to proceed to simulate the robot, the controller, the odometry, the results obtained from some tests including the real trajectory, the time to reach the point, the time to reach the desired orientation of the robot and how to improve the times. The software used is Matlab and Simulink, and the hardware used is the robot and the camera system that collects data of the position and orientation of the robot. The main objective of the robot program design is that we can input a desired point in the plane and the robot goes there from any initial point using the camera system in the ceiling. Finally, some pictures of the robot working during the simulations will be attached and other future works will be proposed.