Desarrollo de un sistema completo de navegación autónoma basado en GNSS y LiDAR para robots terrestres que operan en entornos dinámicos y no estructurados

Resumen

En la presente tesis se describen los trabajos desarrollados para obtener un sistema completo de navegación autónoma para robots terrestres con cinemática Ackermann operando en entornos exteriores no estructurados y dinámicos. Los trabajos aquí descritos abarcan las principales áreas de la robótica móvil terrestre, incluyendo localización, detección y seguimiento de obstáculos dinámicos, análisis del terreno, planificación y control, e incluso la creación de plataformas robóticas de investigación a partir de máquinas convencionales. A lo largo de la tesis se mantiene un especial énfasis en la modularidad y escalabilidad del sistema y en lograr la capacidad de navegación en ausencia de mapas (sin renunciar a las ventajas de poder integrar otro tipo de planteamientos en caso necesario), lo cual es especialmente interesante en entornos exteriores de grandes dimensiones, o en los que la escasez de landmarks dificulta la localización mediante técnicas de SLAM. En general, la tesis se articula en torno a la complementariedad de la percepción local basada en sensores LiDAR tridimensionales -capaces de generar una ingente cantidad de información geométrica de gran precisión del entorno en el que se encuentra el robot- con la capacidad de los sistemas de posicionamiento basado en satélite de proporcionar información de localización con un error acotado en cualquier punto del planeta. En concreto, se puede decir que la presente tesis narra el camino realizado desde el nacimiento de la idea abstracta (el diseño de un sistema de navegación), hasta la obtención de un sistema completamente autónomo, capaz de operar en la red peatonal de un campus universitario.