Generación de Ruta Óptima para Robots Móviles a Partir de Segmentación de Imágenes

Abstract

ResumenÉste artículo propone una estrategia geométrica para la generación de rutas óptimas de navegación para robots en ambientes estáticos y observables. Como principios de diseño del algoritmo se establecieron la robustez, la simplicidad y el bajo costo computacional. El algoritmo utiliza la segmentación de imágenes en regiones como arquitectura de soporte. Estas regiones son construidas a partir de los vértices de los obstáculos, los cuales definen dos conjuntos independientes de regiones. A partir de los límites entre regiones se construye un conjunto de puntos seguros de navegación, puntos que son la base para la generación de un banco de rutas seguras. Finalmente, un algoritmo de búsqueda selecciona de éste banco la ruta que seguirá el robot. El algoritmo se evaluó exitosamente por simulación sobre más de 30 ambientes, encontrando una ruta adecuada en el 100% de los casos. Palabras clave: robótica, planeación de rutas, navegación, esquema híbrido, segmentaciónAbstract This paper proposes a geometric strategy for generating optimal navigation paths for robots in static and observable environments. As design principles for the algorithm, robustness, simplicity and low computational cost were established. The algorithm uses image segmentation into regions as architecture support. These regions are constructed from the vertices of the obstacles, which define two independent sets of regions. From the boundaries between regions we build a set of secure navigation points, points that are the basis for generating a bank of secure paths. Finally, a search algorithm selects, from this bank, the path that the robot will follow. The algorithm has been successfully evaluated by simulation on over 30 environments, finding a suitable path in 100% of the cases.

Simulación Cinemática de un Robot Seguidor de Línea para el Desarrollo del Videojuego de Programación Rusty Roads en el Framework Unity

“…El funcionamiento de un seguidor de línea se soporta en la implementación de un controlador que incorpora un algoritmo definido por el diseñador del robot. Dicho controlador -cuya complejidad puede variar entre un circuito analógico sencillo hasta un programa ejecutándose en un microcontrolador, una tarjeta Arduino o un computador-debe basarse en las lecturas de uno o más sensores para determinar si la trayectoria del robot es adecuada o no y, en consecuencia, ajustar la velocidad de rotación de los motores que están acoplados a las ruedas del robot para mantenerlo sobre la línea que se está siguiendo (Montiel et al, 2015).…”