Differential-drive Mobile Robot Controller with ROS 2 Support

Abstract

Los robots conocidos con el nombre de AMR (Autonomous Mobile Robots) se utilizan en la logística interna en muchos tipos de industrias y sectores de la producción. Este tipo de robots sustituyen a los tradicionales AGVs (Automated Guided Vehicles) en los cuales el camino a seguir está definido previamente y no tienen la capacidad de elegir un camino diferente. Por otro lado, los AMRs resultan más flexibles, seguros y precisos, debido a la incorporación de tecnologías que hasta hace poco estaban reservadas al ámbito de la investigación, tales como: navegación autónoma, sistemas de  visión por computadoras, tecnología de SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), entre otras. Muchas de estas tecnologías se implementan utilizando ROS (Robot Operating System). ROS es un conjunto de bibliotecas de software y herramientas de código abierto y libre para el desarrollo de aplicaciones de robots, cuya nueva versión ROS 2 tiene como uno de sus objetivos ser aplicable a entornos de producción. El presente trabajo describe el desarrollo de un controlador para robots de tracción diferencial tipo AMR con soporte para ROS 2 utilizando la implementación para sistemas embebidos micro-ROS. Este controlador es la evolución de una versión anterior utilizada en diferentes robots por más de 10 años en el CIII (UTN). Vale aclarar que este trabajo está enfocado principalmente en el desarrollo de hardware. Sin embargo, se han realizado algunas pruebas preliminares de software, principalmente, para evaluar el correcto funcionamiento del controlador de tracción diferencial. En primer lugar, se definen los requerimientos de diseño y se selecciona un microcontrolador con soporte nativo para micro-ROS. Luego se describe el desarrollo de cada etapa del controlador, tales como: la alimentación, la comunicación USB, el sensado de tensión de batería, el puerto de depuración y el diseño final del PCB. Por último, se hace mención a las pruebas iniciales de software que permiten verificar el correcto funcionamiento del controlador y las mejoras respecto a la versión anterior.