Sistema de Navegación de Robot Terrestre para Agricultura

Abstract

Este proyecto detalla el proceso de desarrollo de un entorno de simulación y la implementación de funciones de guiado para un robot terrestre agrícola, permitiéndole navegar autónomamente por un campo de brócolis sin causar daños. Para llevar a cabo este trabajo, se utilizó ROS en su versión Melodic y Gazebo para la simulación del entorno. Se implementó el algoritmo de navegación Pure Pursuit y, a través de una serie de experimentos, se analizó el impacto de dos de sus parámetros clave: la velocidad lineal y el valor de Look-Ahead. Los resultados de estos experimentos demuestran que el algoritmo produce resultados satisfactorios cuando se utilizan los valores adecuados para dichos parámetros. Como una extensión del alcance del proyecto, se implementa un sistema de navegación más sofisticado conocido como Move Base Flex (MBF). Sorprendentemente los resultados obtenidos son menos satisfactorios en comparación con Pure Pursuit. No obstante, se cree que aún no se han alcanzado los parámetros óptimos. Existe confianza en que una vez se logre ajustar adecuadamente estos parámetros, el comportamiento del robot mejorará. En cualquier caso, MBF aporta nuevas funcionalidades interesantes que Pure Pursuit no, como por ejemplo la evasión de obstáculos.

This project details the process of developing a simulation environment and implementing guidance functions for an agricultural ground robot, allowing it to navigate autonomously through a broccoli field without causing damage. To carry out this work, ROS was used in its Melodic version and Gazebo was used to simulate the environment. The Pure Pursuit navigation algorithm was implemented and, through a series of experiments, the impact of two of its key parameters were analysed: the linear velocity and the Look-Ahead value. The results of these experiments demonstrate that the algorithm produces satisfactory results when appropriate values for these parameters are used. As an extension of the project scope, a more sophisticated navigation system known as Move Base Flex (MBF) is implemented. Surprisingly, the results obtained are less satisfactory compared to Pure Pursuit. However, it is believed that the optimal parameters have not yet been reached. There is confidence that once these parameters are properly tuned, the robot's behavior will improve. In any case, MBF brings new interesting functionalities that Pure Pursuit does not, such as obstacle avoidance.