ROBOTS DE EXTERIORES - Centro de Automática y Robótica

Modelado de Zonas Cruzables para la Navegación Segura de Robots en Entornos
Exteriores 49
se refieren al nivel de representación del entorno que se divide en geométrico,
topológico y topo-geométrico. El nivel geométrico se demuestra que
no es interesante para los modelos de navegación. La reconstrucción 3D
para entornos interiores y exteriores puede encontrarse en los trabajos
(Gomez-Mota, 2000), (Hähnel, 2003). En ellos, la gran cantidad de información
requerida para modelar el entorno se pone de manifiesto. La principal
desventaja es el alto coste computacional, cuando se usa en entornos
de grandes dimensiones y poco estructurados. La ventaja de los modelos
geométricos deriva de la habilidad para generar mapas con gran precisión,
muy parecidos al entorno real. Sin embargo, estas representaciones son de
uso limitado en entornos exteriores debido a su alto coste computacional,
la falta de estructuras geométricas en algunos entornos, y la gran dimensión
del modelo que se genera. Además del alto coste computacional requerido
para interpretar estos mapas para la navegación. En los modelos
topológicos, la información numérica es sustituida por datos simbólicos, y
el mapa se representa como un grafo. Se ha demostrado que estos modelos
son de gran utilidad para la navegación en corredores. En cuanto a las aplicaciones
en entornos exteriores, no se han encontrado, a pesar de su efectividad
en entornos de grandes dimensiones (Ranganathan, 2002), (Nehmzow,
2000). Estos modelos permiten la planificación de trayectorias de
manera rápida y reduce la cantidad de datos y el tiempo de cálculo. Sin
embargo, la representación de grafos requiere de elementos repetitivos (tales
como puertas, paredes, esquinas, etc.), que no existen en entornos exteriores.
Esta técnica es de interés en entornos interiores de grandes dimensiones
donde existen gran cantidad de objetos comunes. Los objetos
permitirán al robot localizarse y moverse con seguridad. Pero en entornos
exteriores, a priori desconocidos, estos modelos no son útiles. La representación
híbrida es una buena alternativa a los métodos descritos anteriormente.
El método combina diferentes técnicas de modelado para tomar las
ventajas de cada uno de los métodos y eliminar o reducir las desventajas.
Actualmente, es una buena elección para la construcción de modelos de
navegación. Algunos autores trabajan en modelo topo-geométricos (Boada,
2002), donde llevan a cabo una discretización del terreno utilizando modelos
basados en sensores. Thrun construye en (Thrun, 1998) un grafo topológico
basado en rejillas de ocupación. Betgé-Brezetz en (Betgé 1994)
describe, de manera topológica, las posiciones, partiendo de información
geométrica. El autor construye planos para representar el suelo y super
cuádricas para la representación de los obstáculos. Mediante técnicas de
visión artificial y extracción de bordes, se separan los objetos del entorno
para obtener el modelo topológico. Esta descripción está limitada a entornos
sencillos con obstáculos en forma circular y sobre el terreno. Otros au-