Desarrollo de algoritmos para la teleoperación y navegación autónoma de un minirobot

Abstract

La robótica es una rama muy compleja de la ingeniería que requiere de experiencia en numerosos campos. Por esta razón, hay dos circunstancias que son clave para facilitar el camino a aquellas personas que deseen dar sus primeros pasos y aprender esta ciencia que combina varias disciplinas tecnológicas: la existencia de entornos de simulación y pruebas de bajo coste y la posibilidad de reutilizar en un proyecto aquellos algoritmos y herramientas que han sido implementados por otros desarrolladores previamente. El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado es la integración de un mini-robot terrestre con un PC con el sistema operativo Linux y la arquitectura ROS, extendiendo así las funcionalidades del robot en un framework open source y generando un entorno que pueda ser utilizado en trabajos posteriores. De esta manera, se permite el desarrollo de algoritmos de teleoperación y navegación autónoma, que se ejecutan en el PC y no sufren las limitaciones de cálculo del propio mini-robot. El resultado es un entorno de pruebas intermedio entre la simulación y el despliegue en un robot de mayor coste, que facilita la aplicación de algoritmos desarrollados a propósito para este sistema o proporcionados por la comunidad robótica. Para ello se ha utilizado el robot LEGO® MINDSTORMS® NXT, el cual recibe las órdenes del PC a través del protocolo Bluetooth y a su vez, el NXT envía los datos leídos por cada uno de sus sensores. El proyecto se ha desarrollado en el lenguaje Python, integrando el módulo NXT-Python con la arquitectura de ROS. Con objeto de probar la integración, se han programado un algoritmo de teleoperación y otro de navegación autónoma, además de otros algoritmos de prueba. En este documento se explican el diseño y la arquitectura del sistema, los aspectos técnicos empleados en el desarrollo, las pruebas realizadas y los resultados obtenidos en cada una de ellas, así como las posibles utilidades y trabajos futuros para los que nuestro proyecto puede ser un buen punto de partida.