Sistema de navegación autónoma sobre andenes para robots móviles en ambientes urbanos
En este documento se presenta el desarrollo de un sistema de navegación autónoma sobre andenes para un robot móvil encargado de hacer domicilios, así como su posterior implementación y validación en la versión simulada del robot. El sistema mencionado anteriormente permite estimar una trayectoria óp...
| Published in: | IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine |
|---|---|
| Main Author: | |
| Other Authors: | |
| Format: | Bachelor Thesis |
| Language: | Spanish |
| Published: |
Universidad Autónoma de Occidente
2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/10614/14062 https://red.uao.edu.co/ |
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Open Polar |
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Repositorio Educativo Digital Universidad Autónoma de Occidente (RED UAO) |
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Spanish |
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Ingeniería Mecatrónica Robótica Robotics Gazebo Navegación autónoma Sensores Evasión de obstáculos Andenes ROS RViz |
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Ingeniería Mecatrónica Robótica Robotics Gazebo Navegación autónoma Sensores Evasión de obstáculos Andenes ROS RViz Gómez Ayalde, Daniela Sistema de navegación autónoma sobre andenes para robots móviles en ambientes urbanos |
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Ingeniería Mecatrónica Robótica Robotics Gazebo Navegación autónoma Sensores Evasión de obstáculos Andenes ROS RViz |
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En este documento se presenta el desarrollo de un sistema de navegación autónoma sobre andenes para un robot móvil encargado de hacer domicilios, así como su posterior implementación y validación en la versión simulada del robot. El sistema mencionado anteriormente permite estimar una trayectoria óptima que le permita al robot desplazarse desde una posición y orientación actual hasta una pose objetivo de forma autónoma sobre un andén. Además, le permite evadir los obstáculos tanto estáticos como dinámicos de una forma confiable y eficiente. Lo anterior con ayuda de sus sensores y de una representación global del ambiente en el que se encuentra. Es importante resaltar que, para el desarrollo de dicho sistema, se realizó una intensa búsqueda del estado del arte en torno a los algoritmos existentes de navegación autónoma, para posteriormente realizar la integración de los mismos junto con un conjunto de sensores dispuesto en el robot móvil, permitiendo que el robot realice su tarea satisfactoriamente sin salirse del andén por el que se desplaza. Por último, se validan los algoritmos de navegación en la versión simulada del robot frente a diferentes condiciones (tanto ambientales como de saturación de gente), utilizando herramientas como el middleware ROS2, el programa de simulación Gazebo y el programa de visualización RViz2, con el soporte de los lenguajes de programación C++ y Python. Como parte de la validación, se realiza una evaluación comparativa de los diferentes métodos usados para la implementación del sistema de navegación, teniendo en cuenta dos métricas importantes: el tiempo de navegación empleado y la eficacia de dichos métodos. El proyecto hace parte de uno de los enfoques del Semillero de Investigación en Robótica de la Universidad Autónoma de Occidente, enfocado en tareas de navegación autónoma. This document presents the development of an autonomous navigation system on sidewalks for a mobile robot in charge of making deliveries, as well as its subsequent implementation and validation in the ... |
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Romero Cano, Victor |
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Gómez Ayalde, Daniela |
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Universidad Autónoma de Occidente, Cll 25 # 115-85 Km 2 Vía Cali - Jamundi |
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Andenes |
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Andenes |
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Gómez Ayalde, D. (2022). Sistema de navegación autónoma sobre andenes para robots móviles en ambientes urbanos. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia [1] T. D. Barfoot, State estimation for robotics. Cambridge University Press, 2017. [En línea]. Disponible en http://asrl.utias.utoronto.ca/~tdb/bib/barfoot_ser17.pdf [2] G. Grisetti, R. Kümmerle, C. Stachniss y W. Burgard, “A tutorial on graph-based SLAM,” IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, vol. 2, no. 4, pp. 31-43, 2010. doi:10.1109/MITS.2010.939925. [3] S. Macenski, F. Martín, R. White and J. G. Clavero, "The Marathon 2: A Navigation System," 2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 2718-2725, Marzo 2020. doi:10.1109/IROS45743.2020.9341207. [4] A. Ollero, Robótica. Manipuladores y robots móviles. Barcelona, España: Marcombo S.A, p. XVII, 2005. [En línea]. Disponible en https://goo.su/TxgMQYR [5] Starship (2021). "A new kind of business". [Internet]. Disponible en https://www. starship.xyz/business/ [6] Nuro (2021). "Nuro's Technology". [Internet]. Disponible en https://www.nuro.ai/ technology [7] Kiwibot.com (2021). "About us - We are hiring!". [Internet]. Disponible en https:// www.kiwibot.com/about-us [8] S. Ueland, (2021). “10 Autonomous Robots for Last-mile Deliveries %7C Practical Ecommerce”. [Internet]. Disponible en https://www. practicalecommerce.com/10-autonomous-robots-for-last-mile-deliveries [9] Udelv, (2021). “Technology – Udelv”. [Internet]. Disponible en https://www.udelv. com/technology/ [10] S. Scott, (2019). "Meet Scout", US About Amazon. [Internet]. Disponible en https://www.aboutamazon.com/news/transportation/meet-scout [11] R. Kümmerle, M. Ruhnke, B. Steder, C. Stachniss y W. Burgard, “Autonomous robot navigation in highly populated pedestrian zones,” Journal of Field Robotics, vol. 32, issue 4, 2015. doi:10.1002/rob.21534 [12] Y. Du, N. J. Hetherington, C. L. Oon, W. P. Chan, C. P. Quintero, E. Croft y H. F. M. Van der, “Sidewalk Delivery Robot Navigation: A Pedestrian-Based Approach,” IROS Workshop, 2018. [En línea]. Disponible en http://www.robot.t.u-tokyo.ac.jp/iros2018har/papers/Sidewalk%20Delivery%20Robot%20Navigation.pdf [13] K. K. Laxman, R. Rastogi y S. Chandra, “Pedestrian flow characteristics in mixed traffic conditions,” Journal of Urban Planning and Development, vol. 136, no. 1, pp. 23–33, 2010. [En línea]. Disponible en https://goo.su/JuwUUl [14] D. Helbing, P. Molnar, I. J. Farkas y K. Bolay, “Self-organizing pedestrian movement,” Environment and planning B: planning and design, vol. 28, no. 3, pp. 361–383, 2001. doi:10.1068/b2697 [15] W. Burgard, A. B. Cremers, D. Fox, D. Hähnel, G. Lakemeyer, D. Schulz, W. Steiner y S. Thrun, “The interactive museum tour-guide robot,”. Proceedings of the National Conference on Artificial Intelligence (AAAI), vol. 114, issues 1-2, pp. 3-55, 1999. [En línea]. Disponible en https://doi.org/10.1016/S0004-3702(99)00070-3 [16] S. Thrun, M. Bennewitz, W. Burgard, A. Cremers, F. Dellaert, D. Fox, D. Hähnel, C. Rosenberg, N. Roy, J. Schulte y D. Schulz, "MINERVA: a second-generation museum tour-guide robot," Proceedings 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. No.99CH36288C), 1999, pp. 1999-2005, vol. 3. doi:10.1109/ROBOT.1999.770401. [17] H. M. Gross, H. Boehme, C. Schroeter, S. Mueller, A. Koenig, E. Einhorn, C. Martin, M. Merten y A. Bley, "TOOMAS: Interactive Shopping Guide robots in everyday use - final implementation and experiences from long-term field trials," 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2009, pp. 2005-2012. doi:10.1109/IROS.2009.5354497. [18] E. Marder-Eppstein, E. Berger, T. Foote, B. Gerkey y K. Konolige, "The Office Marathon: Robust navigation in an indoor office environment," 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2010, pp. 300-307. doi:10.1109/ROBOT.2010.5509725. [19] P. Newman, G. Sibley, M. Smith, M. Cummins, A. Harrison, C. Mei, I. Posner, R. Shade, D. Schroeter, L. Murphy, G. Sibley, M. Smith, M. Cummins, A. Harrison, C. Mei, I. Posner, R. Shade, D. Schroeter, L. Murphy, W. Churchill, D. Cole y I. Reid, “Navigating, recognizing and describing urban spaces with vision and lasers,”. International Journal of Robotics Research, no. 11-12, pp. 1406–1433, 2009. doi:10.1177/0278364909341483. [20] A. Georgiev y P. K. Allen, "Localization methods for a mobile robot in urban environments," in IEEE Transactions on Robotics, vol. 20, no. 5, pp. 851-864, Oct. 2004. doi:10.1109/TRO.2004.829506. [21] P. Furgale y T. D. Barfoot, “Visual teach and repeat for long-range rover autonomy,” Journal of Field Robotics, 27(5), pp. 534–560, 2010. doi:10.1002/rob.20342. [22] E. Royer, J. Bom, M. Dhome, B. Thuilot, M. Lhuillier y F. Marmoiton, "Outdoor autonomous navigation using monocular vision," 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2005, pp. 1253-1258. doi:10.1109/IROS.2005.1545495. [23] V. Romero-Cano, N. Vignard y C. Laugier, "XDvision: Dense outdoor perception for autonomous vehicles," 2017 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2017, pp. 752-757. doi:10.1109/IVS.2017.7995807. [24] V. Romero-Cano, G. Agamennoni y J. Nieto, "A variational approach to simultaneous tracking and classification of multiple objects," 17th International Conference on Information Fusion (FUSION), 2014, pp. 1-8. [En línea]. Disponible en https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6916163&isnumber=6915967 [25] V. Romero-Cano, J. I. Nieto y G. Agamennoni, "Unsupervised motion learning from a moving platform," 2013 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013, pp. 111-115. doi:10.1109/IVS.2013.6629456. [26] N. Vignard, D. Sierra, C. Laugier, J. S. Dibangoye, V. Romero-Cano, “Driving assistance method and system,” Patent Application Publication, 2020. [En línea]. Disponible en https://patentimages.storage.googleapis.com/5b/ea/00/59eca39c891e0b/US20200189574A1.pdf [27] D. S. González, O. Erkent, V. Romero-Cano, J. Dibangoye and C. Laugier, "Modeling Driver Behavior from Demonstrations in Dynamic Environments Using Spatiotemporal Lattices," 2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2018, pp. 3384-3390. doi:10.1109/ICRA.2018.8460208. [28] P. N. Correl, Introduction to autonomous robots. Kinematics, Perception, Localization and Planning. CreateSpace Independent Publishing Platform, Abril 2016. [En línea]. Disponible en https://goo.su/CMmu [29] M. Ben-Ari y F. Mondada, “Mapping-based navigation,” Elements of Robotics, pp. 165-178, 2018. doi:10.1007/978-3-319-62533-1_10. [30] A. U. Rehman, K. Awuah-Offei, D. BAKER y D. Bristow, “Emergency evacuation guidance system for underground miners,” SME Annual Meeting 2019, pp. 19-100, 2018. [En línea]. Disponible en https://goo.su/FyuZFSa [31] R. Zegers, (s. f.). “[Course] Path Planning Basics %7C The Construct”. [Internet]. Disponible en https://www.theconstructsim.com/robotignite academy_learnros/ros-courses-library/path-planning-basics/ [32] S. Macenski, (2022). “nav2_smac_planner,” ROS Index. [Internet]. Disponible en https://index.ros.org/p/nav2_smac_planner/#galactic [33] F. Duchoň, A. Babinec, M. Kajan, P. Beňo, M. Florek, T. Fico y L. Jurišica, “Path planning with modified a star algorithm for a mobile robot,” Procedia Engineering, vol. 96, pp. 59-69, 2014. doi:10.1016/j.proeng.2014.12.098. [34] K. Daniel, A. Nash, S. Koenig y A. Felner, “Theta*: Any-angle path planning on grids,” Journal of Artificial Intelligence Research, vol. 39, pp. 533-579, 2010. doi:10.1613/jair.2994 [35] F. Duchoň, A. Babinec, M. Kajan, P. Beňo, M. Florek, T. Fico y L. Jurišica, “Path planning with modified a star algorithm for a mobile robot,” Procedia Engineering, vol. 96, pp. 59-69, 2014. doi:10.1016/j.proeng.2014.12.098. [36] Jasvir Virdi. “Motion Planning – Finding smooth optimal paths using Hybrid A*/Astar for autonomous vehicles”. junio de 2020. [video en línea]. Disponible en https://www.youtube.com/watch?v=QAzyG2DB8Io [37] D. Fox, W. Burgard and S. Thrun, "The dynamic window approach to collision avoidance," in IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 4, no. 1, pp. 23-33, March 1997. doi:10.1109/100.580977. [38] S. Macenski, (s. f.). “navigation2/nav2_dwb_controller at main · ros-planning/navigation2”. [Internet]. Disponible en https://github.com/ros-planning/ navigation2/tree/main/nav2_dwb_controller [39] C. Rösmann, W. Feiten, T. Wösch, F. Hoffmann and T. Bertram, "Efficient trajectory optimization using a sparse model," 2013 European Conference on Mobile Robots, 2013, pp. 138-143. doi:10.1109/ECMR.2013.6698833. [40] S. Macenski, (s. f.). “navigation2/nav2_regulated_pure_pursuit_controller at main · ros-planning/navigation2”. [Internet]. Disponible en https://github.com /ros-planning/navigation2/tree/main/nav2_regulated_pure_pursuit_controller [41] S. Macenski. (s. f.). “navigation2/nav2_recoveries at main · ros-planning/navigation2”. [Internet]. Disponible en https://github.com/ros-planning/ navigation2/tree/main/nav2_recoveries [42] Introduction to BT - BehaviorTree.CPP. (s. f.). [Internet]. Disponible en https://www.behaviortree.dev/bt_basics/ [43] M. Colledanchise y P. Ögren, “Behavior Trees in Robotics and AI: An Introduction,” CRC Press, 1st ed., 2018. doi:10.1201/9780429489105 [44] J. Caparroso, (s. f.). “Kiwibot pondrá a rodar más de 1.200 robots de reparto en Dubái”. Forbes Colombia. [Internet]. Disponible en https://forbes.co/2021/11/02/ tecnologia/kiwibot-pondra-a-rodar-mas-de-1-200-robots-de-reparto-en-dubai/ [45] Serie Jetson AGX Xavier, (s. f.). [Internet]. Disponible en https://www.nvidia. com/es-la/autonomous-machines/embedded-systems/jetson-agx-xavier/ [46] J. Fallas, “Sistema de posicionamiento global,” Laboratorio de teledetección y sistemas de información geográfica, Universidad Nacional. Heredia, Costa Rica, 2002. [En línea]. Disponible en https://goo.su/4BZxRM [47] N. Ahmad, R. A. R. Ghazilla, N. M. Khairi y V. Kasi, “Reviews on various inertial measurement unit (IMU) sensor applications,” International Journal of Signal Processing Systems, vol. 1, no. 2, pp. 256-262, 2013. [48] ROS/Introduction, (s. f.). [Internet]. Disponible en http://wiki.ros.org/ROS/ Introduction [49] RViz - AWS RoboMaker, (2022). [Internet]. Disponible en https://docs.aws. amazon.com/es_es/robomaker/latest/dg/simulation-tools-rviz.html |
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Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) |
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ftunivaoccidente:oai:red.uao.edu.co:10614/14062 2023-10-01T03:50:12+02:00 Sistema de navegación autónoma sobre andenes para robots móviles en ambientes urbanos Gómez Ayalde, Daniela Romero Cano, Victor Universidad Autónoma de Occidente, Cll 25 # 115-85 Km 2 Vía Cali - Jamundi 2022-07-05 93 páginas application/pdf https://hdl.handle.net/10614/14062 https://red.uao.edu.co/ spa spa Universidad Autónoma de Occidente Ingeniería Mecatrónica Departamento de Automática y Electrónica Facultad de Ingeniería Cali Gómez Ayalde, D. (2022). Sistema de navegación autónoma sobre andenes para robots móviles en ambientes urbanos. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia [1] T. D. Barfoot, State estimation for robotics. Cambridge University Press, 2017. [En línea]. Disponible en http://asrl.utias.utoronto.ca/~tdb/bib/barfoot_ser17.pdf [2] G. Grisetti, R. Kümmerle, C. Stachniss y W. Burgard, “A tutorial on graph-based SLAM,” IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, vol. 2, no. 4, pp. 31-43, 2010. doi:10.1109/MITS.2010.939925. [3] S. Macenski, F. Martín, R. White and J. G. Clavero, "The Marathon 2: A Navigation System," 2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 2718-2725, Marzo 2020. doi:10.1109/IROS45743.2020.9341207. [4] A. Ollero, Robótica. Manipuladores y robots móviles. Barcelona, España: Marcombo S.A, p. XVII, 2005. [En línea]. Disponible en https://goo.su/TxgMQYR [5] Starship (2021). "A new kind of business". [Internet]. Disponible en https://www. starship.xyz/business/ [6] Nuro (2021). "Nuro's Technology". [Internet]. Disponible en https://www.nuro.ai/ technology [7] Kiwibot.com (2021). "About us - We are hiring!". [Internet]. Disponible en https:// www.kiwibot.com/about-us [8] S. Ueland, (2021). “10 Autonomous Robots for Last-mile Deliveries %7C Practical Ecommerce”. [Internet]. Disponible en https://www. practicalecommerce.com/10-autonomous-robots-for-last-mile-deliveries [9] Udelv, (2021). “Technology – Udelv”. [Internet]. Disponible en https://www.udelv. com/technology/ [10] S. Scott, (2019). "Meet Scout", US About Amazon. [Internet]. Disponible en https://www.aboutamazon.com/news/transportation/meet-scout [11] R. Kümmerle, M. Ruhnke, B. Steder, C. Stachniss y W. Burgard, “Autonomous robot navigation in highly populated pedestrian zones,” Journal of Field Robotics, vol. 32, issue 4, 2015. doi:10.1002/rob.21534 [12] Y. Du, N. J. Hetherington, C. L. Oon, W. P. Chan, C. P. Quintero, E. Croft y H. F. M. Van der, “Sidewalk Delivery Robot Navigation: A Pedestrian-Based Approach,” IROS Workshop, 2018. [En línea]. Disponible en http://www.robot.t.u-tokyo.ac.jp/iros2018har/papers/Sidewalk%20Delivery%20Robot%20Navigation.pdf [13] K. K. Laxman, R. Rastogi y S. Chandra, “Pedestrian flow characteristics in mixed traffic conditions,” Journal of Urban Planning and Development, vol. 136, no. 1, pp. 23–33, 2010. [En línea]. Disponible en https://goo.su/JuwUUl [14] D. Helbing, P. Molnar, I. J. Farkas y K. Bolay, “Self-organizing pedestrian movement,” Environment and planning B: planning and design, vol. 28, no. 3, pp. 361–383, 2001. doi:10.1068/b2697 [15] W. Burgard, A. B. Cremers, D. Fox, D. Hähnel, G. Lakemeyer, D. Schulz, W. Steiner y S. Thrun, “The interactive museum tour-guide robot,”. Proceedings of the National Conference on Artificial Intelligence (AAAI), vol. 114, issues 1-2, pp. 3-55, 1999. [En línea]. Disponible en https://doi.org/10.1016/S0004-3702(99)00070-3 [16] S. Thrun, M. Bennewitz, W. Burgard, A. Cremers, F. Dellaert, D. Fox, D. Hähnel, C. Rosenberg, N. Roy, J. Schulte y D. Schulz, "MINERVA: a second-generation museum tour-guide robot," Proceedings 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. 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Reid, “Navigating, recognizing and describing urban spaces with vision and lasers,”. International Journal of Robotics Research, no. 11-12, pp. 1406–1433, 2009. doi:10.1177/0278364909341483. [20] A. Georgiev y P. K. Allen, "Localization methods for a mobile robot in urban environments," in IEEE Transactions on Robotics, vol. 20, no. 5, pp. 851-864, Oct. 2004. doi:10.1109/TRO.2004.829506. [21] P. Furgale y T. D. Barfoot, “Visual teach and repeat for long-range rover autonomy,” Journal of Field Robotics, 27(5), pp. 534–560, 2010. doi:10.1002/rob.20342. [22] E. Royer, J. Bom, M. Dhome, B. Thuilot, M. Lhuillier y F. Marmoiton, "Outdoor autonomous navigation using monocular vision," 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2005, pp. 1253-1258. doi:10.1109/IROS.2005.1545495. [23] V. Romero-Cano, N. Vignard y C. Laugier, "XDvision: Dense outdoor perception for autonomous vehicles," 2017 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2017, pp. 752-757. doi:10.1109/IVS.2017.7995807. [24] V. Romero-Cano, G. Agamennoni y J. Nieto, "A variational approach to simultaneous tracking and classification of multiple objects," 17th International Conference on Information Fusion (FUSION), 2014, pp. 1-8. [En línea]. Disponible en https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6916163&isnumber=6915967 [25] V. Romero-Cano, J. I. Nieto y G. Agamennoni, "Unsupervised motion learning from a moving platform," 2013 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013, pp. 111-115. doi:10.1109/IVS.2013.6629456. [26] N. Vignard, D. Sierra, C. Laugier, J. S. Dibangoye, V. Romero-Cano, “Driving assistance method and system,” Patent Application Publication, 2020. [En línea]. Disponible en https://patentimages.storage.googleapis.com/5b/ea/00/59eca39c891e0b/US20200189574A1.pdf [27] D. S. González, O. Erkent, V. Romero-Cano, J. Dibangoye and C. Laugier, "Modeling Driver Behavior from Demonstrations in Dynamic Environments Using Spatiotemporal Lattices," 2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2018, pp. 3384-3390. doi:10.1109/ICRA.2018.8460208. [28] P. N. Correl, Introduction to autonomous robots. Kinematics, Perception, Localization and Planning. CreateSpace Independent Publishing Platform, Abril 2016. [En línea]. Disponible en https://goo.su/CMmu [29] M. Ben-Ari y F. Mondada, “Mapping-based navigation,” Elements of Robotics, pp. 165-178, 2018. doi:10.1007/978-3-319-62533-1_10. [30] A. U. Rehman, K. Awuah-Offei, D. BAKER y D. Bristow, “Emergency evacuation guidance system for underground miners,” SME Annual Meeting 2019, pp. 19-100, 2018. [En línea]. Disponible en https://goo.su/FyuZFSa [31] R. Zegers, (s. f.). “[Course] Path Planning Basics %7C The Construct”. [Internet]. Disponible en https://www.theconstructsim.com/robotignite academy_learnros/ros-courses-library/path-planning-basics/ [32] S. Macenski, (2022). “nav2_smac_planner,” ROS Index. [Internet]. Disponible en https://index.ros.org/p/nav2_smac_planner/#galactic [33] F. Duchoň, A. Babinec, M. Kajan, P. Beňo, M. Florek, T. Fico y L. Jurišica, “Path planning with modified a star algorithm for a mobile robot,” Procedia Engineering, vol. 96, pp. 59-69, 2014. doi:10.1016/j.proeng.2014.12.098. [34] K. Daniel, A. Nash, S. Koenig y A. Felner, “Theta*: Any-angle path planning on grids,” Journal of Artificial Intelligence Research, vol. 39, pp. 533-579, 2010. doi:10.1613/jair.2994 [35] F. Duchoň, A. Babinec, M. Kajan, P. Beňo, M. Florek, T. Fico y L. Jurišica, “Path planning with modified a star algorithm for a mobile robot,” Procedia Engineering, vol. 96, pp. 59-69, 2014. doi:10.1016/j.proeng.2014.12.098. [36] Jasvir Virdi. “Motion Planning – Finding smooth optimal paths using Hybrid A*/Astar for autonomous vehicles”. junio de 2020. [video en línea]. Disponible en https://www.youtube.com/watch?v=QAzyG2DB8Io [37] D. Fox, W. Burgard and S. Thrun, "The dynamic window approach to collision avoidance," in IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 4, no. 1, pp. 23-33, March 1997. doi:10.1109/100.580977. [38] S. Macenski, (s. f.). “navigation2/nav2_dwb_controller at main · ros-planning/navigation2”. [Internet]. Disponible en https://github.com/ros-planning/ navigation2/tree/main/nav2_dwb_controller [39] C. Rösmann, W. Feiten, T. Wösch, F. Hoffmann and T. Bertram, "Efficient trajectory optimization using a sparse model," 2013 European Conference on Mobile Robots, 2013, pp. 138-143. doi:10.1109/ECMR.2013.6698833. [40] S. Macenski, (s. f.). “navigation2/nav2_regulated_pure_pursuit_controller at main · ros-planning/navigation2”. [Internet]. Disponible en https://github.com /ros-planning/navigation2/tree/main/nav2_regulated_pure_pursuit_controller [41] S. Macenski. (s. f.). “navigation2/nav2_recoveries at main · ros-planning/navigation2”. [Internet]. Disponible en https://github.com/ros-planning/ navigation2/tree/main/nav2_recoveries [42] Introduction to BT - BehaviorTree.CPP. (s. f.). [Internet]. Disponible en https://www.behaviortree.dev/bt_basics/ [43] M. Colledanchise y P. Ögren, “Behavior Trees in Robotics and AI: An Introduction,” CRC Press, 1st ed., 2018. doi:10.1201/9780429489105 [44] J. Caparroso, (s. f.). “Kiwibot pondrá a rodar más de 1.200 robots de reparto en Dubái”. Forbes Colombia. [Internet]. Disponible en https://forbes.co/2021/11/02/ tecnologia/kiwibot-pondra-a-rodar-mas-de-1-200-robots-de-reparto-en-dubai/ [45] Serie Jetson AGX Xavier, (s. f.). [Internet]. Disponible en https://www.nvidia. com/es-la/autonomous-machines/embedded-systems/jetson-agx-xavier/ [46] J. Fallas, “Sistema de posicionamiento global,” Laboratorio de teledetección y sistemas de información geográfica, Universidad Nacional. Heredia, Costa Rica, 2002. [En línea]. Disponible en https://goo.su/4BZxRM [47] N. Ahmad, R. A. R. Ghazilla, N. M. Khairi y V. Kasi, “Reviews on various inertial measurement unit (IMU) sensor applications,” International Journal of Signal Processing Systems, vol. 1, no. 2, pp. 256-262, 2013. [48] ROS/Introduction, (s. f.). [Internet]. Disponible en http://wiki.ros.org/ROS/ Introduction [49] RViz - AWS RoboMaker, (2022). [Internet]. Disponible en https://docs.aws. amazon.com/es_es/robomaker/latest/dg/simulation-tools-rviz.html Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2022 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) Ingeniería Mecatrónica Robótica Robotics Gazebo Navegación autónoma Sensores Evasión de obstáculos Andenes ROS RViz Trabajo de grado - Pregrado http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f Text info:eu-repo/semantics/bachelorThesis https://purl.org/redcol/resource_type/TP info:eu-repo/semantics/submittedVersion 2022 ftunivaoccidente https://doi.org/10.1109/MITS.2010.93992510.1109/IROS45743.2020.934120710.1002/rob.2153410.1068/b269710.1016/S0004-3702(99)00070-310.1109/ROBOT.1999.77040110.1109/IROS.2009.535449710.1109/ROBOT.2010.550972510.1177/027836490934148310.1109/TRO.2004.82950610. 2023-09-02T18:32:05Z En este documento se presenta el desarrollo de un sistema de navegación autónoma sobre andenes para un robot móvil encargado de hacer domicilios, así como su posterior implementación y validación en la versión simulada del robot. El sistema mencionado anteriormente permite estimar una trayectoria óptima que le permita al robot desplazarse desde una posición y orientación actual hasta una pose objetivo de forma autónoma sobre un andén. Además, le permite evadir los obstáculos tanto estáticos como dinámicos de una forma confiable y eficiente. Lo anterior con ayuda de sus sensores y de una representación global del ambiente en el que se encuentra. Es importante resaltar que, para el desarrollo de dicho sistema, se realizó una intensa búsqueda del estado del arte en torno a los algoritmos existentes de navegación autónoma, para posteriormente realizar la integración de los mismos junto con un conjunto de sensores dispuesto en el robot móvil, permitiendo que el robot realice su tarea satisfactoriamente sin salirse del andén por el que se desplaza. Por último, se validan los algoritmos de navegación en la versión simulada del robot frente a diferentes condiciones (tanto ambientales como de saturación de gente), utilizando herramientas como el middleware ROS2, el programa de simulación Gazebo y el programa de visualización RViz2, con el soporte de los lenguajes de programación C++ y Python. Como parte de la validación, se realiza una evaluación comparativa de los diferentes métodos usados para la implementación del sistema de navegación, teniendo en cuenta dos métricas importantes: el tiempo de navegación empleado y la eficacia de dichos métodos. El proyecto hace parte de uno de los enfoques del Semillero de Investigación en Robótica de la Universidad Autónoma de Occidente, enfocado en tareas de navegación autónoma. This document presents the development of an autonomous navigation system on sidewalks for a mobile robot in charge of making deliveries, as well as its subsequent implementation and validation in the ... Bachelor Thesis Andenes Repositorio Educativo Digital Universidad Autónoma de Occidente (RED UAO) IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine 2 4 31 43 |