Planificación de trayectorias por técnica de A* y suavizado por curvas de Bezier para la herramienta del sistema de remoción de maleza de un robot dedicado a labores de agricultura de precisión
Resumen
Las tareas de agricultura de precisión abrenun campo importante para integrar desarrollos de la robóticamóvil. La planifi cación de trayectorias es una opción para lossistemas de remoción de maleza. A partir de un sistema deprocesamiento de imagen en 3D, quien determina la ubicación de la maleza, se planea el movimiento de la herramientaencargada de erradicarla. Esta forma parte del sistemade posicionamiento XYZ, embarcado en una plataformamóvil llamada Ceres_AgroBot (Robot creado para laboresde agricultura), quien se desplaza por el cultivo y realiza lainspección-remoción. Este artículo presenta la solución paraencontrar la trayectoria que debe seguir la herramienta queremueve la maleza del cultivo, sin colisionar con las plantasde interés. Se soporta en la implementación de un algoritmode búsqueda basado en la técnica A* para la determinacióndel camino en el espacio 3D con obstáculos. En ocasiones, latrayectoria encontrada produce movimientos que causandesplazamientos y acciones bruscas en los actuadores, por loque se presenta también la manera de integrar el alisado de latrayectoria por la técnica de Bézier, tal que la curva se ajustea una dinámica apropiada de los elementos que conforman elsistema de remoción
Descargas
Citas
Stafford, J. V., “Implementing precision agriculture in the 21st century”, J. Agric. Eng. Res., vol. 76, no. 3, pp. 267–275, 2000.
Zhang, N., Wang, M. and Wang, N., “Precision agriculture—a worldwide overview”, Comput. Electron. Agric., vol. 36, no. 2–3, pp. 113–132, 2002.
Lamb, D. W. and Brown, R. B., “Remote-Sensing and Mapping of Weeds in Crops”, J. Agric. Eng. Res., vol. 78, no. 4, pp. 347–358, 2001.
Auernhammer, H., “Precision farming - The environmental challenge,” Comput. Electron. Agric., vol. 30, no. 1–3, pp. 31–43, 2001.
The future of food and agriculture: Trends and challenges. [Online]. Available: http://www.fao.org/3/a-i6583e.pdf. [Accessed: 02-Aug2017].
Blacksell, M., “Agriculture and landscape in the 21st century Europe: the post-communist transition”, Eur. Countrys., vol. 2, no. 1, pp. 13– 24, 2010.
Bosch, “BoniRob.” [Online]. Available: https://www.deepfieldrobotics.com/en/BoniRob.html. [Accessed: 04-Au-g-2017].
Robotnik, “Guardian.” [Online]. Available: http://www.robotnik.es/ robots-moviles/guardian/ . [Accessed: 04-Aug-2017].
Naïo, “Oz weeding Robot.” [Online]. Available: https://www.naiotechnologies.com/en/agricultural-equipment/weeding-robot-oz/. [Accessed: 04-Aug-2017].
Auat Cheein, F. A. and Carelli, R., “Agricultural robotics: Unmanned robotic service units in agricultural tasks”, IEEE Ind. Electron. Mag., vol. 7, no. 3, pp. 48–58, 2013.
Bergerman, M., et al., “Robot farmers: Autonomous orchard vehicles help tree fruit production”, IEEE Robot. Autom. Mag., vol. 22, no. 1, pp. 54–63, 2015.
Avendaño, D., Molina, M., Pulido, C. and Velasco, N., “Control y estabilización de altura de un Quadrotor por Modos Deslizantes”, Memorias: IV Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica y Automatización - CIIMA 2015, pp. 274–282, 2015.
Solaque, L., Avendaño, D., Molina, M. and Pulido, C., “Sistema de transporte un grupo de robots móviles no-holonómicos usando el método Líder Virtual”, Memorias: IV Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica y Automatización - CIIMA 2015, pp. 264– 272, 2015.
González, D. S. S., Rodríguez, J. A. A. and L. E. S. Guzmán, L. E. S., “Integración de la mecatrónica al desarrollo de la agricultura de precisión aplicada al control mecánico de maleza” Memorias, no. 3, pp. 302–312, 2015.
Pulido Rojas, C., Solaque Guzmán, L. and Velasco Toledo, N., “Weed recognition by SVM texture feature classification in outdoor vegetable crops images” Ing. e Investig., vol. 37, no. 1, p. 68, 2017.
Pulido-Rojas, C. A., Molina-Villa, M. A. and Solaque-Guzmán, L. E., “Machine vision system for weed detection using image filtering in vegetables crops”, Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia, no. 80, 2016.
Latombe, J. -C., “Robot Motion Planning”, Book, 1991. [18] Laumond, J. -P, Robot Motion Planning and Control. 1998.
Kuwata, Y., Fiore, G. A., Teo, J., Frazzoli, E. and How, J. P., “Motion planning for urban driving using RRT”, 2008 IEEE/RSJ Int. Conf. Intell. Robot. Syst. IROS, pp. 1681–1686, 2008.
Ferguson, D., Likhachev, M. and Stentz, A., “A guide to heuristic based path planning”, Proc. Int. Work. Plan. under Uncertain. Auton. Syst. Int. Conf. Autom. Plan. Sched., pp. 1–10, 2005.
Heo, Y. J. and Chung, W. K., “RRT-based path planning withkinematic constraints of AUV in underwater structured environment”,2013 10th Int. Conf. Ubiquitous Robot. Ambient Intell. URAI 2013,pp. 523–525, 2013.
Yang, L., Wei-guo, Z., Jing-ping, S. and Guang-wen, L., “A pathplanning method based on improved RRT *”, pp. 564–567, 2014.
Benevides, J. R. S., and Grassi, V., “Autonomous Path Planning ofFree-Floating Manipulators Using RRT-Based Algorithms”, Proc. -12th LARS Lat. Am. Robot. Symp. 3rd SBR Brazilian Robot. Symp.LARS-SBR 2015 - Part Robot. Conf. 2015, pp. 139–144, 2016.
Maroto, C., Alcaraz, J. and Ruiz, R., Investigación pperativa:Modelos y técnicas de optimización. Universidad Politécnica deValencia, 2002.
Lavalle, S. M., “Planning Algorithms,” Cambridge, p. 842, 2006.[26] McCartin, B. J., “Theory of exponential splines,” J. Approx. Theory,vol. 66, no. 1, pp. 1–23, 1991.
Ahmad, F., Astifar, F. and Hayati, F., “Bezier curve,” in Academiccolloquium papers 2015-2016: a knowledge sharing platform, p. 90,2016.
<
Revista Entre Ciencia e Ingeniería .png)
entrecei@ucp.edu.co.png)
ISSN (Impreso) 1909-8367 - ISSN (En Línea) 2539-4169
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC By-NC 4.0)
.png)
Carrera 21 No. 49-95 Av. de las Américas, Pereira, Risaralda, Colombia