Acoplamiento autónomo de un robot móvil en su base de carga mediante la detección de códigos QR

Abstract

El objetivo principal que persigue este TFG es la implementación de un programa que permita a un robot realizar un acoplamiento automático sobre una base de carga mediante el uso de códigos QR como patrones de reconocimiento. La automatización de este proceso de acoplamiento tiene como fin ultimo que el robot sea capaz de realizar una recarga de su batería para prevenir situaciones en la que el nivel de la misma sea tan bajo que impida al robot realizar cualquier otra tarea. Para poder realizar este acoplamiento automático, se ha implementado un algoritmo capaz de localizar la estación de carga a partir de un código QR que la identifica. Una vez detectada, y con la premisa de que el código QR se encuentra en una superficie plana, se procede a realizar el cálculo de la homografía existente entre este plano y una visión sin distorsión de perspectiva del mismo, que nos permite hallar la matriz de transformación de los puntos existentes en un plano a su análogo en otra imagen. Gracias al cálculo de esta matriz, obtenemos la rotación y traslación existentes entre estas imágenes, a partir de la cuales, el robot recibe los comandos correspondientes para poder realizar el acoplamiento en la estación de carga correctamente. La técnica desarrollada ha sido evaluada con éxito empleando la arquitectura de control robótica Robot Operating System (ROS) y el popular simulador Gazebo.