Planificación de caminos con incertidumbre para robots móviles

• Autores: Eladio Dapena González
• Directores de la Tesis: Luis Enrique Moreno Lorente (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2002
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Ángel Salichs Sánchez-Caballero (presid.), Francisco José Rodríguez Urbano (secret.), Rafael Aracil Santonja (voc.), María Teresa de Pedro Lucio (voc.), A. Chacón Edgar (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de los ordenadores
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• Resumen

  • El principal objetivo de este trabajo es la construcción y prueba de un planificador de caminos fuera de línea, factibles y robustos. Por factibles entendemos caminos realizables en cuanto al seguimiento. Por robustos proponemos que los caminos incluyan: un análisis preciso de incertidumbre y una estimación de su probabilidad de éxito. Para representar el entorno se define un modelo Topo-Geométrico Ampliado MTGA. El MTGA, es un grafo cuya principal novedad es la incorporación de zonas consideradas de tránsito restringido y zonas de aproximación. En la definición de la incertidumbre, asumimos que el vector posición X del robot, sigue una distribución normal multi-variable.

    Donde se utilizan las coordenadas (x,y), que definen la posición del robot respecto a un sistema de coordenadas global. Para las reducciones de incertidumbre en zonas donde el robot puede efectuar una localización, se proponen inicialmente dos métodos: lineal y directo. Estos métodos, que denominamos estáticos, intentan desligar el proceso de planificación, del sistema de percepción del robot.

    Además, se propone como un método dinámico la utilización de un Filtro de Kalman Extendido, con sistema de percepción basado en sensores de ultrasonidos.

    Se define la transitabilidad como la probabilidad éxito para un camino.

    La transitabilidad, es una medida de la calidad de los caminos. Se obtiene a partir de las zonas de aproximación a las zonas consideradas de tránsito restringido. El cálculo es el resultado de integrar la función de densidad multi-variable de la posición del robot, sobre el área de aproximación correspondiente. Durante la fase de planificación, se generan todos los posibles caminos utilizando el MTGA. Para cado uno de los caminos se obtienen parámetros como: Distancia, Incertidumbre en el Objetivo, Umbrales de Incertidumbre en el camino y Transitabilidad. Estos parámetros permiten la construcción de funciones de optimizació