Capítulo 1. Introducción
Con el transcurso de los años el hombre ha tenido la necesidad de manipular sistemas a distancia, con la finalidad de hacer los trabajos en forma más práctica, reduciendo su tiempo de ejecución y con mayor seguridad. Con este fin surge un área de la tecnología que une sinérgicamente el área de la metrología con los sistemas de comunicación, conocida como telemetría.
La telemetría ayuda a entablar la comunicación alámbrica o inalámbrica, obteniendo mediciones de variables como son: distancia, velocidad, posición, entre otras variables.
Las aplicaciones se presentan en gran variedad de campos, entre los cuales se incluyen trabajos subterráneos (minería, construcción de túneles), misiones espaciales, aplicaciones militares, entre otras. Estas necesitan sensores que permitan recabar la información para poder conocer las condiciones a distancia de algún sistema.
Una de las aplicaciones en las cuales la presencia del sistema telemétrico es indispensable se encuentra en la manipulación y/o control a distancia de robots autónomos.
Considere un robot móvil con un sistema de locomoción simple y eficiente. Se busca que este pueda moverse en un ambiente no estructurado (con objetos móviles y estáticos) de un punto inicial a un punto final conocido. Para tal efecto son necesarios tres sistemas, a saber, un sistema de adquisición (sensores), un sistema de control (la guía del robot móvil) y un sistema de generación de trayectorias. Debido a que el robot debe ser capaz de conocer el ambiente en donde se desenvuelve y de actuar ante las condiciones que se le presenten, los sistemas de adquisición y control deben estar montados dentro del robot. Sin embargo, es deseable que el sistema generador de trayectorias no se encuentre en el robot, para dotarlo de mayor capacidad de procesamiento (de la que podría ser instalada en el robot). Es aquí en donde la telemetría juega un papel importante, dado que permite procesar la información de los sensores a distancia, generar una trayectoria para evitar los obstáculos y enviar esta información al sistema de control para que lleve al robot a su destino.
El problema que se aborda en este trabajo es, el cómo realizar la comunicación bidireccional entre el sistema de adquisición de datos en el vehículo y la estación de trabajo, así como el proceso mismo de generación de trayectorias.
La comunicación entre diversos dispositivos puede ser realizada por dos medios: cableado e inalámbrico. Un sistema cableado limita el espacio de trabajo y provoca que el desplazamiento de cualquier tipo de robot móvil sea ineficiente. Por otra parte las comunicaciones inalámbricas permiten un desplazamiento más amplio en diversos entornos de trabajo (mayor distancia incluso con obstáculos). En este sentido, algunas de las alternativas son: por medio de transmisión óptica (infrarroja, láser) o por radiofrecuencia (AM, FM, entre otras).
Al existir obstáculos en el espacio de trabajo, los cuales en determinado momento pueden impedir la comunicación con el robot móvil, una comunicación óptica no es viable. Así, la comunicación por medio de radiofrecuencia se estima como la más recomendable para realizar la telemetría entre la estación de trabajo y el robot móvil.
El cálculo de la trayectoria no puede realizarse en el mismo robot móvil (como ya se mencionó anteriormente), debido a que el sistema de procesamiento instalado en el robot se encargará de las funciones necesarias para la detección de los obstáculos (por medio de sensores ultrasónicos), conocimiento de su posición (a través de encoders) y control del sistema de locomoción; es por tal motivo que se propone una estación de trabajo remota, dedicada a la generación de trayectorias.
Los resultados de este trabajo se presentan a continuación en los siguientes capítulos. El capítulo dos se encarga del estudio de los sensores y transductores que pudiesen ser utilizados en un robot móvil. Posteriormente en el capítulo tres se hace una descripción acerca de la forma en que se va a comunicar el sistema de adquisición de datos del robot con el sistema de generación de trayectorias. El siguiente capítulo se menciona la fase experimental del trabajo al igual que el método utilizado para la generación de trayectorias. Por último se incluyen breves conclusiones del trabajo.
