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Unificación de sistemas para el control de un robot bípedo con ROS -…
Unificación de sistemas para el control de un robot bípedo con ROS
Arquitectura Blackboard
La arquitectura Blackboard (Matamoros, 2013) se caracteriza por tener una estructura centralizada, en donde los módulos contienen soluciones parciales y especificas para resolver una tarea administrativa por un solo maestro.
Estructura conceptual de ROS
Para entender el funcionamiento del nuevo sistema hay que conceptualizar a ROS, desde los protocolos hasta las convenciones y paqueterías que maneja (ROS Wiki, 2018) El nivel de sistema de archivos se encarga de todo el ordenamiento de información y programas para que ROS pueda gestionar adecuadamente los procesos.
Diagrama de nodos y tópicos
La implementación de nodos y tópicos en uno de los elementos mas importantes en este desarrollo. Fue necesario categorizar y asignar las distintas variables de los sensores en uso del robot que se transportan por medio de los Tópicos a cada uno de los Nodos que las aprovechan especialmente para cálculos de control.
Preparativos finales
Una vez verificados los nodos y tópicos con pruebas de escritorio, se procedió a configurar los parámetros de la imagen de ubuntu mate de la raspberry Pi3, programar los nodos dentro de la tiva y el Arduino, y crear los scripts y el archivo roslaunch para el empaquetamiento de procesos.
Pruebas y análisis de resultados
La naturaleza de este robot hace que su funcionamiento sea lento. Diversos factores como el par proporcionado por los actuadores, las configuraciones de transmisión de datos, la calidad de la red y el tiempo de procesamiento de los programas de control definen un tiempo de muestreo cercano al típico para este tipo de aplicaciones.
Arquitectura Peer-to-Peer
Esta arquitectura tiene como propósito descentralizar los recursos distribuidos de tarea dedicada dentro del sistema. Se utiliza principalmente para evitar la distinción entre clientes y servidores donde todos se comunican con todos.
Protocolos y otras herramientas
Para lograr desarrollar el planteamiento del proyecto, fue necesario tener claro el conjunto de utilidades como son el sistema operativo Linux, los protocolos RS232 e I2C, los sockets, algunos lenguajes de programacion que hace posible el funcionamiento de la arquitectura Peer-to-Peer en ROS
Metodología y Desarrollo
La metodología propuesta implica el desarrollo de diagrama de nodos y tópicos; la revisión de la instrumentación y eventual diseño de material adicional; la simulación del sistema en una computadora personal; por ultimo, revisar los preparativos finales para la puesta en marcha del sistema a bordo del robot.
Instrumentación y diseño
Se realizo un análisis de especificaciones técnicas del sistema con el que se contaba para concluir si satisfacían las necesidades del sistema descentralizado. Se reutilizaron la mayoría de los componentes y se agrego un par mas.
Simulación del sistema
Debido a que ROS y las bibliotecas para el control del robot suelen instalarse y ejecutarse de manera mas rápida y con menos errores en una laptop o computadora de escritorio que en la Raspberry, se opto por simular los nodos desde ubuntu en equipos con procesador Core i5 e i7 antes de configurarlos dentro de los dispositivos