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Algoritmos de resolución de laberintos en robótica y su aplicación a la navegación de drones en interiores

RiuNet: Repositorio Institucional de la Universidad Politécnica de Valencia

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Algoritmos de resolución de laberintos en robótica y su aplicación a la navegación de drones en interiores

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dc.contributor.advisor Rodas Jordá, Ángel es_ES
dc.contributor.author Fernández Fernández, Andrea es_ES
dc.date.accessioned 2024-11-05T07:46:57Z
dc.date.available 2024-11-05T07:46:57Z
dc.date.created 2024-09-02
dc.date.issued 2024-11-05 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/211266
dc.description.abstract [ES] Este Trabajo de Fin de Máster investiga, implementa y compara diversos métodos de resolución de laberintos con el fin de evaluar su aplicación en la navegación autónoma de drones en interiores. Tras una revisión bibliográfica de técnicas clásicas y avanzadas como las basadas en teoría de grafos y el aprendizaje por refuerzo así como otras técnicas de localización como el SLAM, se han implementado en MATLAB los métodos de resolución en entornos laberínticos generados aleatoriamente y simulados con CoppeliaSim. Entre las pruebas realizadas, en primer lugar se encuentran las llevadas a cabo con algoritmos que no requieren de un conocimiento previo del laberinto, en segundo lugar con aquellos que sí lo requieren y lo obtienen mediante un dron sobrevolando y tomando imágenes del laberinto y por último las realizadas proponiendo un control continuo del que se centre de forma autónoma en el pasillo mediante visión por computador. Los resultados demuestran que en general los algoritmos clásicos no son muy útiles para su extrapolación a la navegación de drones ya que su rendimiento depende en gran medida de la estructura a recorrer, por otro lado, en caso de tener un conocimiento previo del entorno el algoritmo A* es el más eficiente y por último, el aprendizaje por refuerzo resulta menos eficiente en este caso de estudio y requiere de un mayor conocimiento para su aplicación. En conclusión, el trabajo ha probado las diferentes técnicas de resolución, entre ellas algunas novedosas basadas en inteligencia artificial, ha aplicado con éxito la visión por computador y ha evaluado la viabilidad de las mismas para la navegación de drones en interiores, con sugerencias para futuras investigaciones de incluir la técnica de SLAM y los algoritmos genéticos. es_ES
dc.description.abstract [EN] This Master's Thesis studies, implements and compares different maze solving methods in order to evaluate their application to autonomous indoor drone navigation. After a literature review of classical and advanced techniques such as those based on graph theory and reinforcement learning as well as other localization techniques such as SLAM, the maze solving methods have been implemented in MATLAB in maze environments randomly generated and simulated with CoppeliaSim. The tests conducted included firstly algorithms that do not require prior knowledge of the maze, secondly those that do require prior knowledge, which was obtained by a drone flying over the maze and taking images, and finally those carried out with a continuous control of a drone that autonomously centres itself in the corridor using computer vision. The results show that the classical algorithms are generally not very useful for their extrapolation to drone navigation as their performance depends largely on the structure to be traversed. On the other hand, when prior knowledge of the environment is available, the A* algorithm is the most efficient and finally, reinforcement learning is less efficient in this case study and requires more knowledge for its application. In conclusion, the work has tested different maze solving techniques, including some novel ones based on artificial intelligence, has successfully applied computer vision and has evaluated their feasibility for indoor drone navigation, with suggestions for future research to include the SLAM technique and genetic algorithms. es_ES
dc.format.extent 91 es_ES
dc.language Español es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reserva de todos los derechos es_ES
dc.subject Resolución de laberintos es_ES
dc.subject Drones indoor es_ES
dc.subject Robótica es_ES
dc.subject Visión por computador es_ES
dc.subject Inteligencia artificial es_ES
dc.subject Aprendizaje por refuerzo es_ES
dc.subject Maze Solving es_ES
dc.subject Indoor Dron es_ES
dc.subject Robotics es_ES
dc.subject Computer Vision es_ES
dc.subject Artificial Intelligence es_ES
dc.subject Reinforcement Learning es_ES
dc.subject.classification ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA DE COMPUTADORES es_ES
dc.subject.other Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica-Màster Universitari en Enginyeria Aeronàutica es_ES
dc.title Algoritmos de resolución de laberintos en robótica y su aplicación a la navegación de drones en interiores es_ES
dc.title.alternative Maze solving algorithms in robotics and their application to indoor drone navigation es_ES
dc.title.alternative Algorismes de resolució de laberints en robòtica i la seva aplicació a la navegació de drones a interiors es_ES
dc.type Tesis de máster es_ES
dc.rights.accessRights Cerrado es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Informática de Sistemas y Computadores - Departament d'Informàtica de Sistemes i Computadors es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño - Escola Tècnica Superior d'Enginyeria del Disseny es_ES
dc.description.bibliographicCitation Fernández Fernández, A. (2024). Algoritmos de resolución de laberintos en robótica y su aplicación a la navegación de drones en interiores. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/211266 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\164649 es_ES


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