Diseño, programación y control de un robot móvil de bajo coste para interiores mediante localización en tiempo real combinando Pozyx y filtro de Kalman

Abstract

[ES] El objetivo de este proyecto es dar respuesta a la creciente necesidad de utilizar robots móviles para desempeñar tareas básicas en espacios cerrados, donde no se puede hacer uso de GPS.

Para ello, se diseñará un robot móvil en configuración diferencial, basado en Arduino, empleando la tecnología de POZYX ¿especializada en interiores¿ para su localización en tiempo real. Las medidas obtenidas se combinarán junto con la odometría del robot en un filtro de Kalman con el fin de estimar la posición de la forma más rápida y precisa posible, que combinará la tecnología UWB de POZYX con otros sensores para aumentar la precisión y poder realizar el control de la trayectoria con el robot en movimiento. Con la estimación hecha por el filtro de Kalman propuesto en este TFG, se realizará un control de la velocidad de las ruedas del robot móvil con el fin de trazar las trayectorias deseadas.

El documento presenta las dificultades encontradas y las soluciones aplicadas. El resultado de la metodología descrita dará como fruto el diseño de un prototipo de robot móvil que pretende resolver la problemática planteada como objetivo del proyecto.

[EN] The objective of this project is to respond to the growing need to use mobile robots to perform basic tasks in indoor environments with GPS denial scenarios.

To do this, a mobile robot will be designed using differential configuration, based on Arduino, and using POZYX technology ¿specialized in interiors¿ for its location in real time. The measurements obtained will be combined with the robot's odometry with a Kalman filter in order to estimate the position as quickly and accurately as possible, that will combine POZYX's UWB technology with other sensors to increase precision and be able to control the trajectory with the robot in motion. With the estimation made by the Kalman filter proposed in this TFG, a control of the speed of the wheels of the mobile robot will be carried out in order to trace the desired trajectories.

The document presents the difficulties encountered and the solutions applied. The result of the described methodology will result in the design of a mobile robot prototype that aims to solve the problem posed as the objective of the project.

[CA] L’objectiu d’aquest projecte és donar resposta a la creixent necessitat d’utilitzar robots mòbils per a exercir tasques bàsiques en espais tancats, on no es pot fer ús de GPS. Per a això, es dissenyarà un robot mòbil en configuració diferencial, basat en Arduino, emprant la tecnologia de POZYX –especialitzada en interiors– per a la seua localització en temps real. Les mesures obtingudes es combinaran juntament amb la odometria del robot en un filtre de Kalman amb l’objecte d’estimar la posició de la forma més ràpida i precisa possible. S’implementarà un filtre de Kalman propi, el qual combinarà la tecnologia UWB de POZYX amb altres sensors per a augmentar la precisió i poder realitzar el control de la trajectòria amb el robot en moviment. Amb l’estimació feta pel filtre de Kalman proposat en aquest TFG, es realitzarà un control de la velocitat de les rodes del robot mòbil amb la finalitat de traçar les trajectòries desitjades. El document presenta les dificultats trobades i les solucions aplicades. El resultat de la metodologia descrita donarà com a fruit el disseny d'un prototip de robot mòbil que pretén resoldre la problemàtica plantejada com a objectiu del projecte.