Control de velocidad traslacional y orientación de un robot dedicado a agricultura de precisión

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33571/rpolitec.v15n28a1

Palabras clave:

Robot agrícola, Control, Modelado, Robótica

Resumen

Diversas labores agrícolas pueden ser conducentes a fatiga o desencadenantes de enfermedades en el agricultor. Para la asistencia de estas tareas, se ha empleado la robótica como una posibilidad para minimizar los inconvenientes mencionados. Considerando lo anterior, la Universidad Militar Nueva Granada diseñó y construyó un robot llamado CERES, el cual realiza labores de remoción de maleza, fumigación, entre otros. Para que CERES pueda movilizarse en los cultivos siguiendo una trayectoria deseada, se debe asegurar el desplazamiento del robot con una velocidad traslacional y orientación específica, la cual se garantiza mediante el uso de controladores. El presente artículo muestra el diseño e implementación de controladores PID, para el seguimiento de la velocidad lineal y orientación, asegurando cumplir los tiempos de estabilización cuando el error tiende a cero, usando el criterio de SSV (Steady State Value), y señales de control admisibles por el Hardware del  robot.

 

Various agricultural tasks can be conducive to fatigue or being triggers of diseases in farmers. For assistance of these tasks, robotics has been used as a possibility to minimize the aforementioned drawbacks. Considering the previous, the Universidad Militar Nueva Granada designed and built a robot called CERES, which performs tasks of weed removal, fumigation, among others. To ensure that CERES can move in crops following a desired trajectory, displacement of robot with a translational speed and specific orientation must be ensured, which is guaranteed using controllers. This article shows the design and implementation of PID controllers, for the tracking of linear speed and orientation, ensuring to meet a settling time when error tends to zero, using SSV (Steady State Value) criteria, and control signals admissible by the robot’s Hardware. 

Métricas de Artículo

|Resumen: 1027 | HTML: 1114 | PDF: 433 | XML: 165 |

Citado por



Biografía del autor/a

Leonardo Solaque, Universidad Militar Nueva Granada

Ph. D. en Sistemas Automáticos. Docente de Planta. Universidad Militar Nueva Granda. Grupo de Investigación y Desarrollo de Aplicaciones Mecatrónicas (GIDAM). Bogotá – Colombia. leonardo.solaque@unimilitar.edu.co

Guillermo Sanchez, Universidad Militar Nueva Granada

Ing. Mecatrónico. Asistente de investigación. Universidad Militar Nueva Granda. Grupo de Investigación y Desarrollo de Aplicaciones Mecatrónicas (GIDAM). Bogotá – Colombia. guillermo.sanchez@unimilitar.edu.co

Adriana Riveros G., Universidad Militar Nueva Granada

Msc. en Mecatrónica. Docente ocasional. Universidad Militar Nueva Granda. Grupo de Investigación y Desarrollo de Aplicaciones Mecatrónicas (GIDAM). Bogotá – Colombia. adriana.riveros@unimilitar.edu.co

Citas

"World Population Prospects - Population Division - United Nations", Population.un.org, 2018. [En línea]. Disponible: https://population.un.org/wpp/. [Consultado: 29- Sep.- 2018].

"Goal 2: Zero hunger | UNDP", UNDP, 2018. [En línea]. Disponible: http://www.undp.org/content/undp/en/home/sustainable-development-goals/goal-2-zero-hunger.html. [Consultado: 29- Sep.- 2018].

Q. Zhang, "Opportunity of Robotics in Specialty Crop Production", IFAC Proceedings Volumes, vol. 46, no. 4, pp. 38-39, 2013.

C. Xia, L. Wang, B. Chung and J. Lee, "In Situ 3D Segmentation of Individual Plant Leaves Using a RGB-D Camera for Agricultural Automation", Sensors, vol. 15, no. 8, pp. 63-79, 2015.

Aravind, Krishnaswamy R., Purushothaman Raja, and Manuel Pérez Ruiz. "Task-based agricultural mobile robots in arable farming: A review." Spanish Journal of Agricultural Research 2017.15 (1), 2017.

R. Xiang, H. Jiang and Y. Ying, "Recognition of clustered tomatoes based on binocular stereo vision", Computers and Electronics in Agriculture, vol. 106, pp. 75-90, 2014.

"PROVISIONAL AGREEMENT RESULTING FROM INTERINSTITUTIONAL NEGOTIATIONS", Europarl.europa.eu, 2017. [En línea]. Disponible: http://www.europarl.europa.eu/RegData/commissions/agri/inag/2017/11-21/AGRI_AG%282017%29613578_EN.pdf. [Consultado: 29- Sep.- 2018].

L. Haibo, D. Shuliang, L. Zunmin and Y. Chuijie, "Study and Experiment on a Wheat Precision Seeding Robot", Journal of Robotics, vol. 2015, pp. 1-9, 2015.

G. Gat, S. Gan-Mor and A. Degani, "Stable and robust vehicle steering control using an overhead guide in greenhouse tasks", Computers and Electronics in Agriculture, vol. 121, pp. 234-244, 2016.

Ball D, Upcroft B, Wyeth G et al. Vision-based Obstacle Detection and Navigation for an Agricultural Robot. Journal of Field Robotics. 2016; 33(8):1107-1130. doi:10.1002/rob.21644

R. Siegwart and I. Nourbakhsh, Introduction to Autonomous Mobile Robots, 2nd ed. Cambridge: MIT Press, 2016.

S. Tzafestas, "Mobile Robot Control and Navigation: A Global Overview", Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol. 91, no. 1, pp. 35-58, 2018.

Golden Motor Canada. https://www.goldenmotor.ca/. [Consultado: 15- Nov.- 2018].

I. Landau, Digital control systems. London: Springer, 2007.

L. Ljung, System identification, 2nd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR, 2012.

K. Åström and B. Wittenmark, Computer-Controlled Systems, 3rd ed. Newburyport: Prentice Hall, 1996.

Quigley, Morgan, et al. "ROS: an open-source Robot Operating System." ICRA workshop on open source software. Vol. 3. No. 3.2. 2009.

Publicado

2019-06-25

Cómo citar

Solaque, L., Sanchez, G., & Riveros G., A. (2019). Control de velocidad traslacional y orientación de un robot dedicado a agricultura de precisión. Revista Politécnica, 15(28), 9–19. https://doi.org/10.33571/rpolitec.v15n28a1

Número

Sección

Artículos