Diseño de un Controlador de Homing de Ángulo de Llegada Bluetooth 5.1 para Robot Móvil Autónomo
Autores: Weinmann, Katrina; Simske, Steve
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de un Controlador de Homing de Ángulo de Llegada Bluetooth 5.1 para Robot Móvil Autónomo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Navegación de robots autónomos
Ubicación determinada en tiempo real
Navegación en interiores
Bluetooth 5.1 Ángulo de Llegada
Diseño de controladores
Posición objetivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Con la mejora de las tecnologías de navegación de robots autónomos, ahora se pueden desplegar robots móviles en entornos reales inciertos. Un aspecto de la navegación de robots autónomos en tales escenarios es la capacidad de navegar hacia una ubicación determinada en tiempo real (anteriormente desconocida) en cualquier lugar de su vecindad. Esto es especialmente pertinente para la navegación en interiores, donde las tecnologías de localización existentes, como el GPS, no proporcionan suficiente precisión en la ubicación del objetivo. En este documento, se propone un diseño de controlador que lleva a un robot móvil hacia un objeto de ubicación desconocida utilizando la tecnología de Ángulo de Llegada (AoA) de Bluetooth 5.1. La configuración propuesta consiste en un objeto objetivo con un baliza Bluetooth y una única matriz de antenas Bluetooth montada en un robot móvil. El controlador utiliza un enfoque híbrido para calcular y actualizar la posición estimada del objetivo mediante la implementación de cálculos de paralaje y posición vectorial a partir de los datos de AoA y RSSI de Bluetooth. Las simulaciones con varios niveles de ruido en los sensores mostraron convergencia hacia posiciones de objetivo precisas (precisión media de 0.12 m o menos) tanto en entornos sin obstáculos como en entornos con obstáculos. El controlador puede implementarse como un controlador independiente al comandar directamente el movimiento del robot hacia el objetivo, o puede integrarse con otras técnicas de navegación de robots existentes al emitir una posición objetivo.
Descripción
Con la mejora de las tecnologías de navegación de robots autónomos, ahora se pueden desplegar robots móviles en entornos reales inciertos. Un aspecto de la navegación de robots autónomos en tales escenarios es la capacidad de navegar hacia una ubicación determinada en tiempo real (anteriormente desconocida) en cualquier lugar de su vecindad. Esto es especialmente pertinente para la navegación en interiores, donde las tecnologías de localización existentes, como el GPS, no proporcionan suficiente precisión en la ubicación del objetivo. En este documento, se propone un diseño de controlador que lleva a un robot móvil hacia un objeto de ubicación desconocida utilizando la tecnología de Ángulo de Llegada (AoA) de Bluetooth 5.1. La configuración propuesta consiste en un objeto objetivo con un baliza Bluetooth y una única matriz de antenas Bluetooth montada en un robot móvil. El controlador utiliza un enfoque híbrido para calcular y actualizar la posición estimada del objetivo mediante la implementación de cálculos de paralaje y posición vectorial a partir de los datos de AoA y RSSI de Bluetooth. Las simulaciones con varios niveles de ruido en los sensores mostraron convergencia hacia posiciones de objetivo precisas (precisión media de 0.12 m o menos) tanto en entornos sin obstáculos como en entornos con obstáculos. El controlador puede implementarse como un controlador independiente al comandar directamente el movimiento del robot hacia el objetivo, o puede integrarse con otras técnicas de navegación de robots existentes al emitir una posición objetivo.