Biblioteca de software para simular el comportamiento de un robot 4WD SSMR y testear controladores de seguimiento de trayectorias

Abstract

El presente trabajo surge ante la necesidad del Grupo de Investigación en Vehículos y Sistemas Inteligentes de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Comahue, el cual requiere un ambiente de prueba seguro para evaluar el desempeño de algoritmos de control de robots, como etapa previa al despliegue final del mismo. A fin de minimizar el riesgo de da˜nos materiales y costos de despliegue, se propone como solución el evaluar los algoritmos en un entorno de simulación open-source ampliamente utilizado. Es por esto que se desarrolla una biblioteca de software que integra el entorno de simulación Gazebo, la generación de un modelo tridimensional de un robot móvil de cuatro ruedas de dirección deslizante con tracción independiente (4WD SSMR) y algoritmos de control de bajo y alto nivel. La comunicación entre los diferentes módulos se realiza utilizando los estándares y las herramientas que ofrece la plataforma de software ROS. La elección de utilizar ROS se debe a que los algoritmos pueden ser implementados en Python o en C++ y a que puede ser utilizado tanto dentro de la simulación como en el despliegue físico del robot. Se somete la biblioteca desarrollada a distintos escenarios, implementando y haciendo uso de algoritmos de control de velocidad, seguimiento de caminos y seguimiento de trayectorias. Además, se calculan distintas métricas de desempeño del seguimiento de caminos y trayectoria ante diferentes geometrías de referencia. La biblioteca se documenta adecuadamente para facilitar su uso, edición y ampliación. Por la misma razón, queda a total disposición del grupo de investigación, y cualquier otro interesado, en un repositorio público de GitLab.