Entorno virtual para la simulación de un robot móvil sobre el framework ROS

Abstract

Este trabajo de grado, tiene como objetivo principal el desarrollo de un entorno virtual que permita probar los diferentes algoritmos y modelos de robots móviles, tanto aéreos como terrestres con ruedas, con el fin de disminuir el tiempo de prueba de dichos robots y a su vez, ofrecer un conjunto de scripts que ayuden a manejar dichos entornos y permitan entender la estructura y funcionamiento de los simuladores y framework usados.

Se presenta la descripción de un robot tipo ackermann en Gazebo y la descripción y modelamiento un quadrotor en MORSE y Gazebo, los cuales brindan un primer acercamiento hacia el modelamiento de un robot en los simuladores, y a su vez la estructura y funcionamiento de un paquete en ROS.

Los ambientes y la descripción de los robots fueron incluidas en un solo paquete con el fin de disminuir el número de fuentes necesarias para observar su funcionamiento. Se resalta que dichos scripts fueron realizados basándose en las normas y parámetros que tiene ROS para el desarrollo de software.

Los lenguajes usados en el desarrollo del proyecto fueron C++ para establecer el comportamiento de los robots en ROS, XML para la descripción de los robots y el ambiente en Gazebo y ROS, y por último se usó Python para el control de los robots en MORSE

Como parte final del proyecto, se realiza un conjunto de pruebas con el fin de corregir los errores y falencias observados en los scripts. Luego se realizó una guía que permite a los usuarios tener una pauta para la modificación, creación y desarrollo de diferentes algoritmos y ambientes utilizando los simuladores Gazebo y MORSE, y el framework ROS con el fin de facilitar el desarrollo de proyecto futuros e ideas enfocadas hacia el desarrollo de software y hardware para robots.

This degree work, has like a main aim the development of a virtual environment that allows test the different robot models and algorithms, both aerials and terrestrial with wheels, in order to decrease the test time of this robots and provide a set of scripts that help to handle the environments and allow understand the structure and the performance of the used simulators and framework in the development of the environments.

The description of an ackermann robot is presented in Gazebo, and the model and description of a quadrotor is presented in MORSE and Gazebo simulator. Both descriptions give a first approach to the robot modeling in both simulators and the structure of a ROS package.

The environment and the robot description was included in only one package with the purpose of decrease the necessary sources to observe the performance of it. Highlights that the scripts were made based on the parameters and standards that give ROS for the software development.

The used programming language in the development of the project were C++ to set the robots behavior in ROS, XML for the robots description in Gazebo and ROS and the last that was used is python to the control of the robots in MORSE.

In the last part of the project was made a set of test with the purpose of correct the errors observed in the scripts. After that was made a guide that allow users have a pattern to modify, create, and develop different algorithms and environments using the simulators Gazebo and MORSE, and the ROS framework with the purpose of help in the development of future projects focused on the development of software and hardware for robots.