Development and simulation of autonomous mobile robot for industrial applications

RESUMEN: La primera parte de este proyecto revisa el concepto Industria 4.0. y el estado del arte de la robótica móvil, incluyendo una clasificación de los distintos robots existentes según su forma de movimiento. Tras esto, se realiza una introducción a la determinación de la posición y orientación de un elemento en 2D, aspecto importante para el desarrollo de los siguientes apartados. Una vez resuelta la posición y orientación del robot en 2D, se estudia la cinemática, tanto directa como inversa, de los robots móviles con ruedas, incluyéndose varias configuraciones diferentes de las ruedas. Continuando con el proyecto se analizan los diferentes tipos de sensores existentes, diferenciándose entre ellos y explicando sus funciones principales. A continuación, se mencionan las estrategias para el control del robot, teniendo en cuenta de nuevo la configuración de sus ruedas, que se tomará una configuración diferencial. Los dos últimos capítulos previos a la simulación abarcan el problema de la localización y las técnicas de mapeado conocidas y la elaboración de trayectorias, donde se destacan algunos algoritmos. Por último, la simulación pretende poner todos estos conocimientos previos en conjunto para elaborar, mediante Matlab y Coppelia Sim, un robot móvil autónomo capaz de moverse de un punto inicial a uno final, detectando, midiendo y computando los obstáculos en su camino y realizando los cambios de trayectoria necesarios para no colisionar.ABSTRACT: The first part of this project reviews the concept of Industry 4.0. and the state of art of the mobile robotics, including a classification of the different types of existing robots according to its way of movement. After that, it is done an introduction to the determination of the position and orientation of an element in 2D, important aspect for the development of the following chapters. After solving the position and orientation of the robot in 2D, it is studied the kinematics, both direct and inverse, of the wheeled mobile robots, including different configurations of the wheels. Following with the project, the diverse types of existing sensors are studied, making differences between them and explining their main function. After that, the strategies for the control of the robot are mentioned, taking into account again the configuration of their wheels, and assuming that the robot has a differential configuration. The last two chapters before the simulation covers the problem of the localization and known tecnics of mapping and the elaboration of trajectories, remarking some algorithms. Finally, the simulation pretends to put all of this previous knowledge together for elaborate, using Matlab and Coppelia Sim, an autonomous mobile robot capable of moving from an initial point to a final point, detecting, measuring and computing the obstacles in its path and doing the proper changes in the trajectory for not collide.Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriale