Posicionamiento absoluto de un robot móvil a partir del reconocimiento de marcas

Résumé

En esta tesis se ha propuesto un método de posicionamiento para robots móviles en interiores, basado en el reconocimiento de marcas naturales. Con la propuesta realizada se pretende determinar la posición del robot con una alta frecuencia que permita prescindir o minimizar el uso de otros sistemas auxiliares de estimación de la posición. La propuesta de posicionamiento empleada consiste en identificar las marcas naturales del entorno y relacionarlas con las contenidas en un mapa a priori del espacio por el que se desplaza el robot. Como mapa a priori se propone un conjunto de bases de datos que contienen la información de los espacios por los que se puede desplazar el robot, y las características de las marcas naturales que se pueden encontrar a lo largo del recorrido. La estructura de mapa propuesta, permite reconstruir un mapa topológico o geométrico del entorno en función del modo de acceso realizado. Se ha empleado un escáner láser radial para la adquisición de los datos del entorno, por la velocidad y precisión que proporciona en la adquisición de los datos. Las marcas naturales propuestas son paredes, puertas, esquinas y columnas que se encuentran en todo el recorrido del robot móvil. Los métodos de extracción de estas características emplean los datos de una única captura del entorno. La extracción de las características se realiza con diferentes métodos en función de la marca a detectar. En todos ellos se trata de utilizar la máxima información posible para reducir el error de medida del sistema de captación. La solución al cálculo de la posición se basa en el reconocimiento y asociación de las marcas, y esporádicamente hace uso de la información de la estimación de la posición realizada por el sistema odométrico, si se produce un largo espacio en el que no se localizan marcas naturales. El análisis matemático y estadístico de los resultados demuestra que se puede realizar un calculo de la posición con errores alrededor de 2 cm. Una vez implementadas las propuestas realizadas se ha conseguido determinar la posición absoluta de un robot móvil desplazándose a velocidades de 1 m/s.