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1999 Sistemas de tiempo real para robots, por Alberto Fernández

La programación de un robot obliga a pensar en las características del software de control en tiempo real. El siguiente video muestra un ejemplo: el robot, conocida la distancia exacta al obstáculo (la silla) que tiene en frente, planea un perfil de velocidades que lo lleve a detenerse de manera suave y precisa frente al mismo. Esta tarea de control se hace en una módulo de software que es activado cada 100 ms. Sin embargo el S.O. no permitió que se ejecutara el módulo con el periodo de control exigido, con las consecuencias que se ven.


En el caso del robot Trasgu, los experimentos demostraron que con perfiles de velocidad típicos, y periodos de control por debajo de un segundo, se obtienen importantes errores en la trayectoria real recorrida (de hasta un 10% mayor que la programada). Esto supone un error muy elevado, hablando en términos de PRECISIÓN del sistema, y de FIABILIDAD en tiempo real. Un estudio detallado del sistema de control determinó que el planificador no controlaba de forma adecuada el tiempo entre llamadas sucesivas, lo que aumentaba el tiempo durante el que el robot permanece en movimiento y con ello introduce un error acumulativo que acaba siendo significativo.


En su PFC, Alberto Fernández modificó el planificador original del robot e implementó un "PLANIFICADOR ADAPTATIVO" que hace que los tiempos entre llamadas al módulo se aproximen lo más posible a la deseada por el programador. El resultado práctico es una mejora muy notable en la precisión, como muestra el siguiente video.










Desde el punto de vista de dar flexibilidad al uso del robot por diferentes usuarios de un mismo edificio, hemos trabajado en software que permitiera el control a alto nivel del robot desde una plataforma Web. Los usuarios autorizados pueden acceder al control del robot desde cualquier ordenador conectado a la red mediante servicios HTML desde un navegador cualquiera. Mediante este mecanismo se dirige al robot a un destino cualquiera, además de poder ordenarle otra tareas sencillas como reproducir mensajes de voz. El robot tiene embarcado su propio software para poder seguir esas rutas con seguridad (algoritmos de evitación de obstáculos).

En su PFC, Gemma Cabero desarrolló una interfaz Web para el control del robot, que cumple una doble tarea: simplificar el acceso al robot desde cualquier computador, se elimina la necesidad de instalar un software especifico, y protejer al robot de accesos no deseados, interponiendo un servidor intermedio que gestione los accesos al mismo. En la interfaz Web, aparte de las funciones de control básico del robot ( moverse a un sitio, pararse, mensaje de voz) existen herramientas para la administración de usuarios. El desarrollo de las partes interactivas de la página se ha hecho mediante PHP, utilizando la librería gráfica JPGraph para el desarrollo del mapa del entorno del robot. El sistema gráfico ha tenido que ser desarrollado en dos niveles para permitir el refresco rápido en el navegador del usuario de la posición en tiempo real del robot: por una parte el mapa de fondo y por otra la posicion de "Trasgu".