Diseño e implementación de un robot recolector de pelotas de tenis de campo mediante visión artificial.

Este trabajo de titulación tuvo como objetivo la implementación de un prototipo de robot para la recolección de pelotas de tenis aplicando métodos de visión artificial. El robot fue construido a partir de un microcontrolador Arduino Nano, una antena de radiofrecuencia NRF24L01 el cual se encarga de receptar datos de la etapa de control y es sistema de locomoción integrado por motores y un sistema de odometria que consta de un giroscopio MPU6050 y encoders, además de un módulo emisor conformado por un Arduino Uno y una antena de las mismas características. El sistema de control consta de tres partes, la primera parte dedicada al algoritmo de detección de pelotas mediante segmentación por color y forma, las imágenes se obtuvieron mediante una cámara Kinect 360° y el entorno de desarrollo Matlab. La segunda etapa se encarga de la localización de las pelotas en coordenadas rectangulares dadas en centímetros, con estos datos y mediante pruebas realizadas dieron como resultado una precisión del 99.088% en el eje X y 98.264% en el eje Y las cuales indican un rango aceptable del funcionamiento. La última etapa consta del envío de datos desde Matlab hacia el robot, al recibir dicha información el robot se dirige hacia el objeto describiendo trayectorias polares, es decir, gira un ángulo dependiente de las coordenadas y avanza una magnitud, cabe recalcar que el robot es monitorizado todo el tiempo por medio del sistema odométrico y la cámara. Para la evaluación del sistema se obtuvo una precisión de recolección del 96,9% considerando que el sistema se puso aprueba en un campo real y con varios distractores en cada prueba logrando así crear un sistema de alta eficiencia en la recolección de pelotas de tenis de campo.This degree work is aimed at implementing a robot prototype for tennis balls collection by using artificial vision methods. The robot was built from an Arduino Nano microcontroller, a radio frequency antenna NRF24L01, which is responsible for receiving data from the control stage, a locomotion system integrated by engines and an odometer system consisting of an MPU6050 gyroscope and encoders, in addition to a transmitter module consisting of an Arduino One and an antenna with the same characteristics. The control system consists of three parts, the first part dedicated to the balls detection algorithm through color and shape segmentation, the images were obtained by means of a Kinect 3600 camera and the Matlab environmental development. The second stage is responsible for locating the balls in rectangular coordinates given in centimeters, with these data and through tests performed the results were provided with an accuracy of 99.088% on the X axis and 98.264% on the Y axis which indicate an aceptable operation range. The last stage consists of sending data from the Matlab program to the robot, upon receiving such information the robot tries to look for the object describing polar trayectories, that is, it rotates an angle dependent on the coordinates and moves around a magnitude, it should be noted that the robot is monitored all the time by means of the odometer system and the camera. For the system assessment, a collection accuracy of 96.9% was obtained taking into consideration that the system was tested in a real bonnet and with several distractors in each test, thus creating a high efficiency system in the collection of tennis balls out on the field