ROBOTS DE EXTERIORES - Centro de Automática y Robótica

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Sistemas de Localización y Percepción Inteligente en la Navegación Autónoma y Segura de Robots de Exteriores 195 La toma de decisiones de control se realiza a partir tanto de la información instantánea proporcionada por los sensores, como de la información de contexto inyectada inicialmente al sistema de proceso y control (Keicher and Seufert, 2000). Esta información de contexto hace referencia tanto a datos y restricciones relativas al vehículo, tarea y entorno, como al conocimiento derivado de la operación manual del vehículo. La arquitectura cognitiva proporciona distintos niveles de competencia, soportados por varias representaciones del sistema y entorno, donde los procesos comparten información por dos vías: paso de mensajes y memoria compartida. La arquitectura se implementa bajo el paradigma cliente/servidor, en el cual los procesos que se ejecutan en diferentes máquinas se conectan con winsockets y protocolos estándar. El agente principal es un Servidor denominado DEDALO, que se ejecuta en el procesador a bordo del tractor. Actúa de forma simultánea como servidor y como cliente, enviando datos de sensores, por suscripción de otros clientes, y aceptando los comandos de acciones de control en tiempo real. Existe pues un flujo bi-direccional de percepciones y acciones, guiado por datos desde el servidor DEDALO hacia cualquier agente cliente y guiado por objetivos desde cualquier cliente al agente servidor DEDALO, (Fig. 5.). 5.2 Agentes de percepción Los agentes de percepción son aquellos que se encuentran en contacto directo con los sistemas sensoriales o con percepciones previamente elaboradas por otros agentes y son por tanto deliberativos, siendo su salida la actualización de alguna de las estructuras de datos de la memoria compartida. Aunque los receptores RTK DGPS de precisión centimétrica se utilizan en navegación de gran precision, por ejemplo para la plantación de viñas (Naranjo et al., 2004), los DGPS con precisión métrica pueden utilizarse en muchas aplicaciones de campo, sobre todo si la información que proporcionan se complementa con la de otros sensores. De ahí que una actualización inteligente de la posición sea fundamental en la navegación autónoma. El agente ACTUALIZAR POSICION se ha diseñado para adquirir y procesar la información proveniente de varios sensores, (Tabla 1), calculando la Posición y Orientación. Las hipótesis de partida para su cálculo son las siguientes: el receptor GPS proporciona la estimación de posición más precisa y lo mismo sucede con la orientación dada por la brújula digital. Cuando estas señales están degradadas o no existen, se activa el algo-
196 Robots de exteriores ritmo de fusión de información sensorial relativa a la localización (Tabla 1), para calcular la estimación más precisa posible de la posición en cada instante. Se han diseñados dos agentes más, de tipos genérico, ACTUALIZAR OBSTACULOS y ACTUALIZAR MAPA LOCAL cuyo objetivo es mantener actualizados el Mapa local y la lista de Obstáculos, (Fig. 5.) en la memoria compartida, a partir de las medidas instantáneas proporcionadas por el láser de barrido 2D y los históricos relativos a los descriptores de los obstáculos. La información dinámica contenida tanto en el Mapa local como en la lista de Obstáculos es crucial para la seguridad de los robots móviles y del entorno (García-Alegre et al., 2005). ACTUALIZAR POSICION ACTUALIZAR REGION DEL CAMPO ACTUALIZAR OBSTÁCULOS ACTUALIZAR MAPA LOCAL OPERARIO Plan Mapa lista de Obstáculos Mapa local Posición del Robot Orientación del robot Posición en campo PLANIFICAR VISUALIZAR NAVEGAR SEGUIR LINEA RECTA CAMBIAR DE LINEA IR A PUNTO BORDEAR GIRAR AVANZAR PARAR Datos sensores Volante DEDALO Freno Embrague Acciones Sensores Actuadores Fig. 5. Arquitectura distribuida de agentes de comportamiento para la navegación autónoma en exteriores. Los marcos de la zona izquierda representan a los agentes de percepción, y las elipses de la derecha a los agentes motores. En el centro se muestra la información compartida en la pizarra y en su parte inferior, los tres agentes que están en contacto directo con sensores y actuadores
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