Contribución a la autolocalización de robots móviles basada en la fusión de información multisensorial

Abstract

Los primeros robots operaban en entornos especialmente preparados para ellos. Cada componente de su espacio de trabajo se encontraba situado en una posición y orientación predefinidas, de modo que el robot conocía a priori y con exactitud el escenario donde se encontraba. En la actualidad muchas de las aplicaciones requieren que los robots tengan rasgos de autonomía como son la capacidad para identificar mediante sus sensores las características que tiene el entorno, la capacidad para autolocalizarse dentro del mismo, y la capacidad para navegar por su espacio de trabajo respondiendo a las variaciones temporales que vayan surgiendo. A pesar de que los resultados obtenidos en el campo de la construcción de mapas y auto-localización de robot móviles son abundantes y muy significativos, aun existen problemas por resolver sobre todo los vinculados al uso de sensores imprecisos y de bajo costo, ya que la información obtenida con estos sensores resulta poco fiable al momento de integrarla a las distintas aplicaciones en este tipo de sistemas. Este trabajo se centra en el estudio y modelado de sensores de bajo costo de uso típico en robótica móvil (codificadores rotativos, sensores de ultrasonidos e infrarrojos, compás magnético), y de cómo pueden ser utilizados en labores de auto-localización y representación del entorno. Mediante la fusión de datos provenientes de sensores de bajo coste se logra que un robot móvil se auto localice adecuadamente de forma que pueda navegar confiablemente en entornos estructurados. Para probar y evaluar off-line los distintos mecanismos de fusión y filtrado propuestos, a lo largo de esta tesis se desarrollan modelos sensoriales así como un pseudo código para la simulación de la operación de estos sensores en un robot real. Igualmente, en esta tesis se formulan los procedimientos y se elabora el software que se insertará en un robot real para que éste ejecute las acciones de control de navegación, de adquisición y filtrado de datos sensoriales, y de fusión pertinente a la localización y el mapeado en su entorno de operación.