Modelado y simulación de robots terrestres para la inspección del alcantarillado
La constante incorporación de la tecnología robótica en diferentes actividades del día a día y los beneficios que en ella otorga, ha permitido que el campo de la robótica tenga un gran auge y rápida evolución en los últimos años. Por esta razón son cada vez más las oportunidades para el uso de la ro...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Sevilla (US) |
| Repositorio: | idUS. Depósito de Investigación de la Universidad de Sevilla |
| OAI Identifier: | oai:idus.us.es:11441/81107 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/11441/81107 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Inspección del alcantarillado Simulación robotica Evitación riesgo |
| Sumario: | La constante incorporación de la tecnología robótica en diferentes actividades del día a día y los beneficios que en ella otorga, ha permitido que el campo de la robótica tenga un gran auge y rápida evolución en los últimos años. Por esta razón son cada vez más las oportunidades para el uso de la robótica en diversas aplicaciones, especialmente aquellas que involucran un riego para los trabajadores u operarios. Bajo esta idea el proyecto SIAR (Sewer Inpection Autonomous Robot) ha desarrollado un robot terrestre para realizar tareas de inspección de alcantarillado, ambiente el cual presenta una serie de riesgos para los humanos debido a la generación de gases tóxicos, ambiente poco higiénico y especio reducido con difícil acceso en caso de emergencia. El inconveniente para el grupo a cargo del proyecto, es que el robot debe ser movilizado desde Sevilla a la ciudad de Barcelona, y una vez en esta movilizar el robot a través de camión y llevarlo hasta dentro del alcantarillado a través de una grúa. Por esta razón, y como complemento al proyecto, nace la idea de realizar un simulador, que considera el modelo del robot SIAR con las mismas características mecánica y dinámicas de la plataforma real, y las condiciones hostiles del alcantarillado, como angostamiento secciones, canal, zonas curvas, etc. De esta manera se obtiene una representación del entorno real con el modelo que es manipulado a través de un control de lazo abierto teleoperado. Para desarrollar el simulador, se considera la utilización de software de código abierto, que tengan un soporte y comunidad activa, que además incorpore motores físicos que otorguen realidad a la simulación y que permitan utilizar la misma programación de la plataforma real sobre la simulación. Así es como surge el simulador Gazebo como opción para realizar la simulación, el cual puede integrarse con ROS, para así generar una herramienta poderosa de simulación con potentes motores físicos y en la cual se pueden implementar los mismos códigos que la plataforma real. Además, ambos softwares son de código abierto, y, son soportados por la ORDF y nutridos constantemente por una comunidad muy activa. Cabe destacar que estos softwares son compatibles con otros softwares de código abierto como por ejemplo Meshlab, el cual permite editar figura 3D, lo cual genera un set de softwares que se complementan y permiten tener una simulación con buenos resultados. Gazebo, al igual que ROS, cuanta con una gran librería y además API que permite generar un gran control sobre los elementos de la simulación. De esta manera, a partir del uso de estos elementos se desarrollarón plugins que manipulan de forma teleoperada los elementos de la simulación, como el movimiento de las ruedas o los brazos del modelo del robot SIAR, y que además comunican Gazebo con ROS para entregar mensajes con información de los elementos de la simulación. Además, se utilizan plugin que generan simulación de sensores como cámaras para visualizar el alcantarillado, y así contar con percepción del entorno. xiiLa constante incorporación de la tecnología robótica en diferentes actividades del día a día y los beneficios que en ella otorga, ha permitido que el campo de la robótica tenga un gran auge y rápida evolución en los últimos años. Por esta razón son cada vez más las oportunidades para el uso de la robótica en diversas aplicaciones, especialmente aquellas que involucran un riego para los trabajadores u operarios. Bajo esta idea el proyecto SIAR (Sewer Inpection Autonomous Robot) ha desarrollado un robot terrestre para realizar tareas de inspección de alcantarillado, ambiente el cual presenta una serie de riesgos para los humanos debido a la generación de gases tóxicos, ambiente poco higiénico y especio reducido con difícil acceso en caso de emergencia. El inconveniente para el grupo a cargo del proyecto, es que el robot debe ser movilizado desde Sevilla a la ciudad de Barcelona, y una vez en esta movilizar el robot a través de camión y llevarlo hasta dentro del alcantarillado a través de una grúa. Por esta razón, y como complemento al proyecto, nace la idea de realizar un simulador, que considera el modelo del robot SIAR con las mismas características mecánica y dinámicas de la plataforma real, y las condiciones hostiles del alcantarillado, como angostamiento secciones, canal, zonas curvas, etc. De esta manera se obtiene una representación del entorno real con el modelo que es manipulado a través de un control de lazo abierto teleoperado. Para desarrollar el simulador, se considera la utilización de software de código abierto, que tengan un soporte y comunidad activa, que además incorpore motores físicos que otorguen realidad a la simulación y que permitan utilizar la misma programación de la plataforma real sobre la simulación. Así es como surge el simulador Gazebo como opción para realizar la simulación, el cual puede integrarse con ROS, para así generar una herramienta poderosa de simulación con potentes motores físicos y en la cual se pueden implementar los mismos códigos que la plataforma real. Además, ambos softwares son de código abierto, y, son soportados por la ORDF y nutridos constantemente por una comunidad muy activa. Cabe destacar que estos softwares son compatibles con otros softwares de código abierto como por ejemplo Meshlab, el cual permite editar figura 3D, lo cual genera un set de softwares que se complementan y permiten tener una simulación con buenos resultados. Gazebo, al igual que ROS, cuanta con una gran librería y además API que permite generar un gran control sobre los elementos de la simulación. De esta manera, a partir del uso de estos elementos se desarrollarón plugins que manipulan de forma teleoperada los elementos de la simulación, como el movimiento de las ruedas o los brazos del modelo del robot SIAR, y que además comunican Gazebo con ROS para entregar mensajes con información de los elementos de la simulación. Además, se utilizan plugin que generan simulación de sensores como cámaras para visualizar el alcantarillado, y así contar con percepción del entorno. xii |
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