Modelado y Simulación de un Robot LEGO Mindstorms EV3 mediante V-REP y Matlab

Abstract

En algunas titulaciones de la Universidad de Málaga, concretamente en el Grado de Ingeniería Informática de la ETSI Informática, se imparten asignaturas de Robótica como, por ejemplo, Programación de Robots, las cuales incluyen en su temario prácticas con kits LEGO Mindstorms en el laboratorio. Alumnos y docentes, normalmente, no disponen de estos kits en casa; no pudiendo así preparar, previamente, las distintas prácticas para superar la asignatura solo teniendo disponibles las horas asignadas en el laboratorio. Por ello en el presente trabajo se propone el entorno de simulación V-REP con un robot móvil LEGO Mindstorms EV3 modelado para dicho entorno, manejado mediante una toolbox de Matlab basada, en su mayoría, en el lenguaje NXC. Nuestro modelo de robot posee una configuración de ruedas diferencial mediante dos motores, que serán los actuadores, y una rueda arrastrada; en el tema de sensores, para controlar a nuestro robot, disponemos de: sensor táctil, ultrasónico, de luz/color, giroscópico y de rotación. Para modelar los botones, la pantalla y las luces de estado de nuestro robot, nos hemos servido de la realización de una interfaz gráfica. En términos de comunicación con el entorno y Matlab, nos apoyaremos en la API remota que proporciona V-REP, concretamente, en su función genérica que nos permitirá implementar un conjunto de funciones en el lado del simulador, para, luego, ir llamándolas desde Matlab, mediante funciones basadas, en su mayoría, en NXC. En cuanto a los resultados, se han desarrollado pruebas de uso de la toolbox y dos prácticas de la asignatura Programación de Robots (seguimiento de líneas con un algoritmo PID y localización offline mediante odometría), todas ellas realizadas satisfactoriamente.