Propuesta de nuevas aplicaciones instrumentales basadas en el análisis de la información proporcionada por cámaras y sistemas láser

Abstract

En aquesta memòria es presenten diversos treballs d’investigació relacionats amb la robòtica mòbil i diverses tècniques de mesura que permeten obtenir informació d’un entorn no estructurat mitjançant l’ús de càmeres i sistemes làser de mesura de distancies. L’ús de sensors permet que un robot mòbil pugui obtenir informació del seu entorn i realitzar una planificació de trajectòria amb l’objectiu d’aconseguir un fi preestablert. En aquesta memòria es presenta un treball que ha permès crear un sistema de mesura extern de la trajectòria d’un robot mòbil. Aquest sistema es pot usar com element extern de verificació de la trajectòria planificada pel propi robot i, aplicada en el cas de robots de neteja del terra, permet estimar el grau de cobertura del terra i obtenir models de la eficàcia del robot de neteja. Actualment, la captura d’informació de l’entorn d’un robot es basa principalment en la utilització de sistemes de mesura làser que actuen com elements palpadors en un pla (làser bidimensional) i en un volum (làser tridimensional). En aquesta memòria es presenten diversos treballs basats en l’anàlisi de la informació aportada per un làser bidimensional per obtenir informació del entorn. Aquest treballs han derivat en aplicacions específiques com la mesura del volum de biomassa d’un conjunt d’arbres, la mesura i determinació de diversos paràmetres originats pel caminar d’una persona i en la detecció simplificada d’obstacles i objectes en una determinada trajectòria. En aquest últim cas, l’estat actual de la tecnologia làser ha permès proposar una nova aplicació del sistema de detecció d’obstacles i objectes com un sistema d’ajuda per persones cegues o amb visió reduïda. Els resultats obtinguts amb les diverses aplicacions proposades han demostrat la utilitat i versatilitat dels sistemes de mesura basats en visió artificial i en mesura de distàncies mitjançant sensors làser.

En esta memoria se presentan diversos trabajos de investigación relacionados con la robótica móvil y con diversas técnicas de medición que permiten obtener información de un entorno no estructurado mediante el uso de cámaras y sistemas láser de medida de distancias. El uso de sensores permite que un robot móvil pueda obtener información de su entorno y realizar una planificación de trayectoria con el objetivo de conseguir un fin preestablecido. En esta memoria se presenta un trabajo que ha permitido crear un sistema de medición externa de la trayectoria de un robot móvil. Este sistema puede utilizarse como elemento externo de verificación de la trayectoria planificada por el propio robot y, aplicado al caso de robots de limpieza del suelo, permite estimar el grado de cobertura del suelo y obtener modelos de la eficacia del robot de limpieza. Actualmente, la captura de información del entorno de un robot se basa principalmente en la utilización de sistemas de medida láser que actúan como elementos palpadores en un plano (láser bidimensional) o en un volumen (láser tridimensional). En esta memoria se presentan diversos trabajos basados en el análisis de la información aportada por un láser bidimensional para obtener información del entorno. Dichos trabajos han derivado en aplicaciones específicas como la medida del volumen de la biomasa de un conjunto de árboles, la medida y determinación de diversos parámetros originados por el andar de una persona y en la detección simplificada de obstáculos y objetos presentes en una determinada trayectoria. En éste último caso, el estado actual de la tecnología láser ha permitido proponer una nueva aplicación del sistema de detección de obstáculos y objetos como sistema de ayuda para personas ciegas o con visión reducida. Los resultados obtenidos en las diversas aplicaciones propuestas han demostrado la utilidad y versatilidad de los sistemas de medida basados la información obtenida de cámaras y de sistemas láser de medida de distancias.

This memory introduces several research works related with robotic mobile and some measurement techniques that obtain information from an unstructured environment using cameras and laser range systems. The use of sensors in a mobile robot allows the acquisition of information of the environment in order to plan a path to execute a specific task. This memory introduces a work that introduces a system to externally estimate the path of a mobile robot. This system can be used to verify the internal path planed by the mobile robot and, in the specific case of floor cleaning mobile robots, to estimate the coverage of the surface and the efficiency of the cleaning robot. Currently, the information of the environment acquired by a mobile robot is based on the usage of laser measurement systems that operates as tactile elements in a plane (laser bidimensional) or in a volume (laser tridimensional). In this memory, several research works based on the analysis of the data provided by a bidimensional laser are presented. These works have evolved into specific applications as the estimate of tree volume biomass, gait parameters registration and analysis, and obstacle and objects detection as an aid system for blind or visual impairment people. The results obtained in the proposed applications have proved the utility and versatility of the new proposed applications based on the analysis of the information provided by cameras and laser distance sensors.