Planeación manual, generación y seguimiento de trayectorias de un RMR con la ayuda de una plataforma de cómputo móvil y un sistema embebido

Abstract

RESUMEN: Aquí se abordan los problemas de planeación manual, generación y control de seguimiento de trayectorias en un robot móvil de ruedas (RMR) tipo diferencial; cuya implementación experimental se realiza con una plataforma de cómputo móvil y un sistema embebido. La planeación manual de trayectorias que seguirá el RMR se consigue de forma intuitiva, vía la plataforma de cómputo móvil, mediante el desarrollo de un algoritmo en Android. A su vez, la información entregada por el algoritmo es enviada por Bluetooth al sistema embebido para generar la trayectoria deseada, la cual es producida a través de curvas de Bézier. Por otro lado, para la tarea de seguimiento de trayectoria se propone un nuevo controlador basado en el modelo dinámico del RMR. Habiendo verificado la viabilidad del controlador mediante simulaciones numéricas, se procede a su implementación experimental con el sistema embebido. Finalmente, también se presentan resultados experimentales en lazo cerrado cuando se utiliza una tarjeta de prototipado rápido de gama alta DS1104. Tras obtener resultados similares con el sistema embebido y la DS1104; se concluye que el sistema embebido, junto con la plataforma de cómputo móvil, dota de un mayor grado de autonomía al RMR. ABSTRACT: In this work, manual planning and generation of trajectories as well as the trajectory tracking problem for a diferential wheeled mobile robot (WMR) are studied. The resulting algorithms are experimentally implemented using a mobile computing platform and an embedded system. Manual planning of trajectory to be tracked by the WMR is performed intuitively, via the mobile computing platform, using and algorithm developed in Android. Information delivered by algorithm is sent, via Bluetooth, to the embedded system in order to generate the desired trajectory through use of Bézier curves. On the other hand, a new controller based on the dynamical model of the WMR is proposed to track the desired trajectory. Once the controller performance is evaluated through simulations, the complete proposed scheme is tested experimentally using the embedded system. Furthermore, additional experimental results are also presented when using the high end fast prototyping board DS1104. After comparing experimental results with both the embedded system and the DS1104 board, it is concluded that the embedded system together with the mobile computing platform provide the WMR with a higher autonomy degree.