Tesis profesional presentada por Alejandro Dillanes Luna

Licenciatura en Ingeniería en Sistemas Computacionales. Departamento de Ingeniería en Sistemas Computacionales. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Fernando Antonio Aguilera Ramírez
Vocal y Director: Dr. Oleg Starostenko
Secretario: Mtra. Carolina Yolanda Castañeda Roldán

Cholula, Puebla, México a 13 de diciembre de 2002.

Resumen

El presente proyecto se enfoca en el diseño e implementación de un algoritmo para resolver un problema de exploración de un ambiente utilizando un robot móvil Khepera, utilizando un conjunto de 8 sensores infrarrojos para la detección de obstáculos y un par de contadores de posición para realizar el rastreo del robot en el ambiente. El algoritmo propuesto aprovecha los sensores infrarrojos para poder hacer que el robot rodee los obstáculos con el fin de estimar el área que ocupan dentro del ambiente utilizando también el concepto de matriz de ocupación para representar el conocimiento que el robot posee acerca de lo que ha explorado.

El sistema consta de una interfaz sencilla y fácil de usar en la cual se construye un mapa durante la exploración del robot y brinda al usuario la posibilidad de generar un modelo en tres dimensiones al final de la exploración utilizando los datos recabados por el robot Khepera y el usuario tiene además de la capacidad de navegar dicho modelo. El lenguaje de implementación del sistema es Java y se ha utilizado también Java3d para el manejo de los gráficos en tres dimensiones.


Palabras Clave:

robot, Khepera, algoritmo, exploración, rastreo, sensores infrarrojos, Java, Java3d.

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 72 kb)

Agradecimientos (archivo pdf, 28 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 88 kb)

  • 1.1 Actualidad del tema
  • 1.2 Historia
  • 1.3 Definición del Problema
  • 1.4 Aspectos generales de robótica
  • 1.5 Dispositivos de Percepción
  • 1.6 Objetivos generales del trabajo
  • 1.7 Objetivos específicos
  • 1.8 Alcances y Limitaciones
  • 1.9 Hardware y Software a utilizar
  • 1.10 Esquema general del proyecto
  • 1.11 Conclusiones

Capítulo 2. Análisis de técnicas y algoritmos existentes (archivo pdf, 154 kb)

  • 2.1 Introducción
  • 2.2 Algoritmos para exploración
  • 2.3 Técnicas para evitar colisiones con obstáculos
  • 2.4 Problema de localización
  • 2.5 Graficación por computadora
  • 2.6 Conclusiones

Capítulo 3. Diseño y modelado del sistema (archivo pdf, 616 kb)

  • 3.1 Aspectos generales
  • 3.2 Módulos del sistema
  • 3.3 Requerimientos
  • 3.4 Selección de herramienta para diseño
  • 3.5 Diagramas
  • 3.6 Implementación
  • 3.7 Interfaz
  • 3.8 Conclusiones

Capítulo 4. Implementación del sistema (archivo pdf, 305 kb)

  • 4.1 Justificación del lenguaje de programación
  • 4.2 Comunicación y control del robot
  • 4.3 Motores y contadores de posición
  • 4.4 Manejo de los sensores de proximidad
  • 4.5 Implementación del algoritmo
  • 4.6 Implementación del módulo para la visualización
  • 4.7 Conclusiones

Capítulo 5. Pruebas y Resultados (archivo pdf, 1 mb)

  • 5.1 Introducción
  • 5.2 Problemas encontrados
  • 5.3 Pruebas y resultados
  • 5.4 Conclusiones

Capítulo 6. Evaluación del sistema y conclusiones (archivo pdf, 58 kb)

  • 6.1 Conclusiones
  • 6.2 Trabajo a futuro

Referencias (archivo pdf, 48 kb)

Apéndice A. Diagramas de clases (archivo pdf, 901 kb)

Apéndice B. Manual de usuario (archivo pdf, 224 kb)

Apéndice C. Ejemplos de ejecución del sistema (archivo pdf, 395 kb)

Dillanes Luna, A. 2002. Sistema de Exploración y Visualización de Obstáculos en un Ambiente con Robot Móvil Khepera. Tesis Licenciatura. Ingeniería en Sistemas Computacionales. Departamento de Ingeniería en Sistemas Computacionales, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Diciembre. Derechos Reservados © 2002.