ROBOTS DE EXTERIORES - Centro de Automática y Robótica

48 Robots de exteriores
nos estructurados, menos controlados y menos predecibles que los entornos
interiores. Por ello, se hace necesario proponer una nueva filosofía en
cuanto a navegación, planificación de trayectorias y modelado. La navegación
de robots sobre entornos desconocidos y cambiantes obliga a la reducción
de los tiempos de cálculo y a la seguridad del robot (Fernandez,
2001). Para dotar al robot de autonomía es necesario un conocimiento del
entorno sobre el que navega, donde el robot va a moverse y/o a manipular
objetos, debe planificar trayectorias y navegar sin colisión. El mayor problema
de la navegación en entornos exteriores es la gran variedad de terrenos
que existen (rugosos, con alta densidad de obstáculos, parcialmente
estructurados o completamente desconocidos). Esto quiere decir, que para
todos los entornos exteriores y todos los tipos de robot, no existe un único
modelo útil. En este trabajo, se presenta un método para modelar amplios
entornos exteriores por medio de áreas que dependen de la habilidad del
robot para moverse a través de él. La metodología permite construir diferentes
tipos de modelos, dependiendo de la tarea del robot. El modelo obtenido
para la navegación se denomina Modelo de Regiones Cruzables
(MRC), y representa las áreas cruzables del entorno percibido por un telémetro
láser tridimensional desarrollado en el Robotics Lab. El modelo está
orientado a las capacidades del robot, ya que ciertas áreas serán cruzables
o no dependiendo del propio robot. En este sentido, el mapa utilizará un
modelo basado en Voronoi 2D para representar la información del entorno
en el espacio XY, y una descripción cualitativa de la cruzabilidad del terreno
para dar la coordenada Z. Esta descripción es altamente compacta y
muy sencilla de manejar para los sistemas de navegación y planificación.
El sistema utilizará un sistema GPS diferencial para integrar la información
local en un mapa global.
2 Trabajos relacionados
La mayoría de los trabajos relacionados con los mapas de navegación se
refieren a robots operando en terrenos planos como entornos planetarios
(Maurette, 2003), carreteras (Langer, 1994), aeropuertos, etc. En estos casos,
el terreno tiene un grado de rugosidad bajo y los obstáculos se encuentran
en el suelo y tienen forma conocida (normalmente esférica o cúbica),
de manera que son fáciles de modelar con primitivas geométricas. En general,
en la navegación, los estudios relacionados con las rejillas de ocupación
es uno de los métodos más utilizados (Yahja, 2000). Esta representación
es sencilla de manipular y la discretización facilita la ordenación de
información específica para la tarea del robot. Por otra parte, otros estudios