Post on 31-Jan-2021
Sistema de trilateración 2d en espacios interiores para vehículo de guiado autónomo en
movimiento utilizando sensores de ultrasonido y comunicaciones bajo el protocolo MIWI.
Roberto Stiven Ramirez Sierra stiven.rs@gmail.com
Luis Felipe Gómez Botero, felipegomezb21@gmail.com
Trabajo de Grado presentado para optar al título de Ingeniero Electrónico
Asesor: Gustavo Meneses Benavides, Especialista (Esp) en Msc. Ingeniería
Universidad de San Buenaventura Colombia
Facultad de Ingenierías
Ingeniería Electrónica
Medellín, Colombia
2017
Citar/How to cite [1]
Referencia/Reference
Estilo/Style:
IEEE (2014)
[1] R. S. Ramirez Sierra y L. F. Gómez Botero, “Sistema de trilateración 2d en
espacios interiores para vehículo de guiado autónomo en movimiento utilizando
sensores de ultrasonido y comunicaciones bajo el protocolo MIWI.”, Trabajo de
grado Ingeniería Electrónica, Universidad de San Buenaventura Medellín,
Facultad de Ingenierías, 2017.
Grupo de Investigación en modelamiento y simulación computacional (GIMSC).
Línea de investigación en robótica sistemas de control y de telecomunicaciones (LIRSCT).
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Dedicatoria
Dedicado a nuestras familias que nos han motivado y apoyado en nuestra formación académica,
creyeron en nosotros y en nuestras habilidades.
A nuestros profesores a quienes les debemos parte de nuestros conocimientos, gracias por su
tolerancia y su buena enseñanza.
Agradecimientos
Ante todo, agradecer a nuestras familias por todo su apoyo y paciencia, porque sin ellas nada de
esto habría sido posible.
Gracias también a todos aquellos (amigos, compañeros, profesores...) que nos han apoyado y
ayudado durante todos estos años.
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN ..................................................................................................................................... 10
I. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 12
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................... 13
III. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................... 14
IV. OBJETIVOS ....................................................................................................................... 15
A. Objetivo general .................................................................................................................... 15
B. Objetivos específicos ............................................................................................................. 15
V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ................................................................................ 16
VI. ANTECEDENTES ............................................................................................................. 17
A. Sistema de Localización Active Badge .............................................................................. 20
B. Sistema de Localización por Nodos ................................................................................... 21
VII. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................... 24
A. Trilateración Por Ultrasonido ............................................................................................. 24
1) Velocidad de propagación de la onda .............................................................................. 28
2) Incertidumbre de la detección .......................................................................................... 28
3) Incertidumbre en la medida del tiempo ........................................................................... 29
B. Comunicación Inalámbrica: Protocolo MiWi .................................................................... 31
1) Topología Estrella............................................................................................................ 32
2) Topología Peer to Peer (P2P) .......................................................................................... 33
C. Programación de Nodos con MiWi .................................................................................... 34
D. Interfaz de Programación de Aplicaciones (API) del Protocolo MiWi: MiApp ................ 35
E. Control de servomotores .................................................................................................... 35
F. Microcontroladores PIC ..................................................................................................... 37
G. Vehículo de Guiado Autónomo (AGV) y Sistemas de Recuperación y Almacenamiento
Automatizado (ASRS) ................................................................................................................ 39
H. Diseño en Eagle de la tarjeta electrónica ........................................................................... 40
I. Módulo bluetooth rn-41 ..................................................................................................... 42
VIII. METODOLOGÍA .............................................................................................................. 43
A. Etapas del desarrollo .......................................................................................................... 43
1) Programación ................................................................................................................... 43
2) Comunicación Inalámbrica MiWi ................................................................................... 45
3) Sonar Ultrasónico ............................................................................................................ 46
4) LCD ................................................................................................................................. 47
5) Estructura Nodos ............................................................................................................. 48
6) Estructura Vehículo de Guiado Autónomo ..................................................................... 49
7) Diseño y desarrollo de PCBs ........................................................................................... 50
8) Interfaz Grafica ................................................................................................................ 51
B. Desarrollo de Pruebas. ........................................................................................................ 52
IX. RESULTADOS .................................................................................................................. 57
A) Primera etapa de pruebas: Distancias medidas por el AGV. .............................................. 57
B) Segunda Etapa de pruebas: Trilateración con la información de los nodos. ...................... 59
C) Tercera etapa de pruebas: trilateración con la información de los nodos y el AGV. ......... 61
D) Cuarta etapa de pruebas: Completo funcionamiento. ......................................................... 63
X. DISCUSIÓN ....................................................................................................................... 65
XI. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 67
REFERENCIAS…………………………………………………………………………………. 70
ANEXOS………………………………………………………………………………………... 71
LISTA DE TABLAS
Tabla I. Medidas de posiciones del objeto ..................................................................................... 57
Tabla II. Medidas de distancias obtenidas ..................................................................................... 58
Tabla III. Medidas de distancias obtenidas en intervalos definidos ............................................... 58
Tabla IV. Resultados de ángulos medidos ..................................................................................... 59
Tabla V. Precisión de las medidas en los puntos determinados. .................................................... 59
Tabla VI. Precisión de las medidas de los ángulos determinados .................................................. 60
Tabla VII. Medidas obtenidas de la dirección y posición del vehículo autónomo AGV ............... 61
Tabla VIII. Precisión de las medidas en los puntos determinados ................................................. 62
Tabla IX. Precisión de las medidas de los ángulos determinados .................................................. 62
Tabla X. Medidas obtenidas de la dirección y posición del vehículo autónomo AGV ................. 63
Tabla XI. Resultados del funcionamiento completo del sistema trilateracion. .............................. 64
LISTA DE FIGURAS
Fig. 1.. Active bat system network. ................................................................................................ 19
Fig. 2.. Coordenadas del nodo mediante la medición de distancia de un objeto ............................ 21
Fig. 3.. Sistema automático crucero adaptativo. ............................................................................ 22
Fig. 4.. Red inalámbrica MiWi para explotaciones agrícolas. ....................................................... 23
Fig. 5.. Funcionamiento de un sonar. ............................................................................................. 24
Fig. 6.. Zona muerta ....................................................................................................................... 26
Fig. 7.. Dependencia de la señal según la inclinación. ................................................................... 27
Fig. 8.. Energía emitida por la onda ultrasónica en todas las direcciones. ..................................... 28
Fig. 9.. Principio de Trilateracion. ................................................................................................. 30
Fig. 10.. Organización del protocolo MiWi. .................................................................................. 31
Fig. 11.. Topología de estrella. ....................................................................................................... 33
Fig. 12.. Topología Peer to Peer ..................................................................................................... 33
Fig. 13.. Señal de control del servomotor micro servo Tower Pro sg90 ........................................ 36
Fig. 14.. Servomotor micro Tower Pro servo sg90 ........................................................................ 36
Fig. 15.. Estructura de un microcontrolador ................................................................................... 37
Fig. 16.. Tabla comparativa PIC Microchip ................................................................................... 39
Fig. 17..Prototipo de Diseño AGV ................................................................................................. 40
Fig. 18.. Esquemático de la tarjeta electrónica ............................................................................... 41
Fig. 19.. Placa de circuito electrónico ............................................................................................ 41
Fig. 20.. Programación del microcontrolador ................................................................................ 44
Fig. 21.. Pruebas de la trilateracion del AGV. ............................................................................... 45
Fig. 22.. Módulo MIWI MRF24J40MA. ....................................................................................... 45
Fig. 23.. Montaje del sensor ultrasonido y servomotor. ................................................................. 47
Fig. 24.. Montaje completo del Nodo ............................................................................................. 48
Fig. 25.. Estructura del vehículo AGV ........................................................................................... 49
Fig. 26.. Desarrollo de la PCB. ...................................................................................................... 51
Fig. 27.. Interface gráfica de la ubicación del AGV ...................................................................... 52
Fig. 28.. Pruebas de presión para calcular la distancia del AGV ................................................... 53
Fig. 29.. Pruebas de presión para calcular la distancia del AGV en diferentes puntos del plano. . 54
file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250792file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250793file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250794file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250795file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250796file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250797file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250798file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250799file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250800file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250801file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250802file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250803file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250804file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250805file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250806file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250807file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250808file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250809file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250810file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250811file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250812file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250813file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250814file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250815file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250816file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250817file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250818file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250819file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250820
Fig. 30.. Pruebas de presión para calcular la posición del AGV en 5 puntos diferentes del plano 55
Fig. 31.. Pruebas de funcionamiento con todo el sistema integrado. ............................................. 56
file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250821file:///C:/Users/usuario/Documents/Proyecto%20de%20grado/Proyecto%20de%20grado%20nueva%20plantilla.docx%23_Toc484250822
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 10
RESUMEN
En la actualidad el posicionamiento de objetos, vehículos y personas es muy común, en su gran
mayoría este tipo de interacciones están de la mano con sistemas GPS, los cuales otorgan
información detallada de la ubicación en exteriores, sin embargo, este tipo de tecnología no se
presta cómodamente para aplicaciones en espacios interiores, como lo podría ser la ubicación de
vehículos guiados autónomos dentro de un centro de distribución, principalmente debido a la falta
de precisión y de información sobre la disposición de los espacios interiores.
A partir de un método geométrico para el cálculo de coordenadas de puntos desconocidos, se
pretende desarrollar un sistema capaz de detectar la posición de un objeto en movimiento dentro
de un espacio interior con la ayuda de dispositivos electrónicos como microcontroladores,
servomotores, sensores de ultrasonido y elementos de comunicaciones electrónica; al igual que
software para visualización, procesamiento y lectura de la información. Adicional se busca
desarrollar un vehículo guiado autónomo capaz de integrarse con el sistema desarrollado a partir
de comunicaciones inalámbricas, el cual podrá corroborar su posición de acuerdo a la información
captada por sus sensores y a la información recibida del sistema de posicionamiento.
Las pruebas se realizarán en uno de los laboratorios de electrónica de la Universidad de San
Buenaventura seccional Medellín, tratando de recrear un ambiente con condiciones controladas
para realizar los experimentos necesarios y verificar la trilateracion en espacios interiores.
Palabras clave: Sistemas GPS, Comunicaciones inalámbricas, Ultrasonido, trilateracion, Calculo
de cordenadas, Vehiculo guiado.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 11
ABSTRACT
At present the positioning of objects, vehicles and people is very common, in the vast majority of
these interactions are hand in hand with GPS systems, which provide detailed information of the
outdoor location, however, this type of technology does not Lends itself comfortably to
applications in interior spaces, such as the location of autonomous guided vehicles inside a
distribution center, mainly due to the lack of precision and information about the layout of the
interior spaces.
From a geometric method for the calculation of coordinates of unknown points, it is intended to
develop system to able of detecting the position of a moving object within an interior space with
the help of electronic devices such as microcontrollers, servo motors, ultrasonic sensors and
Electronic communication elements; As well as software for viewing, processing and reading
information. Additional aim is to develop an autonomous guided vehicle to able of integrating with
the system developed from wireless communications, which can corroborate its position according
to the information captured by its sensors and the information received from the positioning system.
The tests will be carried out in one of the electronic laboratories of the University of San
Buenaventura sectional Medellín, trying to recreate an environment with controlled conditions to
perform the necessary experiments and verify the trilateration in interior spaces.
Keywords: GPS System, Wireless Communications, Ultrasound, trilateration, Calculation of
coordinates, Guided vehicle.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 12
I. INTRODUCCIÓN
Los avances de la tecnología han fomentado el desarrollo de las comunicaciones inalámbricas
(WiFi, Bluetooth, MiWi, GSM, etc.). El uso de dispositivos capaces de transmitir la información
por medio de protocolos inalámbricos ha impulsado la demanda de aplicaciones ideales para el
contexto.
Por tal motivo, para muchos escenarios como son la posición, coordinación de objetos y equipos
de campo, la información de localización se ha convertido en información esencial e indispensable
y en la actualidad es muy común el uso de GPS, (Global Positioning System) como principal
alternativa para la localización de vehículos, personas y objetos.
En la mayoría de los casos estos sistemas son poco viables para desarrollos a gran escala o en
sistemas móviles en espacios reducidos, teniendo en cuenta que existen otras limitantes las cuales
están íntimamente relacionadas a las características de exactitud, precisión, disponibilidad, costo,
cobertura, y una última y más importante característica que tiene que ver con el hecho de que este
tipo de tecnología no se presta cómodamente para aplicaciones en espacios interiores.
Este trabajo pretende desarrollar un sistema capaz de detectar la posición de un objeto en
movimiento dentro de un espacio interior con la ayuda de dispositivos electrónicos como
microcontroladores, servomotores, sensores de ultrasonido y elementos de comunicaciones
electrónica; al igual que software para visualización, procesamiento y lectura de la información.
Adicional se busca desarrollar un vehículo guiado autónomo capaz de integrarse con el sistema
desarrollado a partir de comunicaciones inalámbricas, el cual podrá corroborar su posición de
acuerdo a la información captada por sus sensores y a la información recibida del sistema de
posicionamiento.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 13
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La referenciación de un cuerpo u objeto en un espacio interior utilizando unas coordenadas de
ubicación no es una tarea fácil, mucho menos si este cuerpo se encuentra en movimiento. En
algunas aplicaciones como en los sistemas de logística o en los sistemas de recuperación y
almacenamiento automático (ASRS) la ubicación de los vehículos guiados autónomos, es de gran
utilidad para efectos de trazabilidad de la mercancía o de los objetos manipulados por cada uno de
los vehículos. Actualmente existe la posibilidad de integrar sistemas de sensores y de
comunicaciones electrónicas para tratar de resolver el problema de la trilateración en ambientes
interiores. Si se desarrolla una solución en este sentido es posible escalarla a diferentes ámbitos
para complementar sistemas existentes de gran importancia en la industria, como los ya
mencionados ASRS.
¿Cómo implementar el sistema de trilateración 2D para la realización de pruebas con un vehículo
guiado autónomo en movimiento?
A partir del trabajo de grado realizado sobre un sistema de trilateración presentado el semestre
2015-2, se puede dar un nuevo alcance a dicha investigación, con el cual se pretende poder verificar
el funcionamiento del sistema en condiciones dinámicas con el uso de un vehículo guiado
autónomo, apoyados en la implementación de sensores, microcontroladores, protocolos de
comunicación inalámbrica e instrumentos virtuales.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 14
III. JUSTIFICACIÓN
Los sistemas de localización son aquellos que tratan de obtener la posición de una persona u objeto
en un instante de tiempo. Estos sistemas están ganando importancia debido a la gran cantidad de
aplicaciones y soluciones que ofrecen. El avance constante de la tecnología ha llevado a desarrollar
equipos y dispositivos los cuales nos permiten obtener información acerca de la ubicación de un
sujeto u objeto con gran precisión y exactitud.
No obstante, los sistemas de posicionamiento desarrollados hasta hoy presentan ventajas que los
han hecho ideales para determinado tipo de aplicaciones como es el caso de la localización de
objetos en espacios exteriores, teniendo en cuenta que dicha tecnología conlleva altos costos de
infraestructura y es poco precisa al momento de ser implementada en espacios interiores. En este
sentido, el diseño de un sistema capaz de determinar la posición de un objeto con gran precisión y
exactitud en espacios interiores y además de esto a un bajo costo, plantea retos tecnológicos y
ofrece una excelente solución a necesidades públicas en estaciones, hospitales, universidades,
hoteles, cafeterías etc. Para estas y muchas otras actividades que se realizan en espacios interiores
es vital conocer la posición en la que se encuentran los objetos.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 15
IV. OBJETIVOS
A. Objetivo general
Implementar un sistema de prueba para verificar la trilateración en dos dimensiones (2D) en
espacios interiores, para un prototipo de vehículo de guiado autónomo utilizando medición de
distancia con sensores de ultrasonido y comunicaciones inalámbricas bajo el protocolo MiWi de
Microchip.
B. Objetivos específicos
Desarrollar un sistema para la trilateración de un objeto en movimiento en un espacio
interior bajo condiciones controladas con sincronización de las mediciones de los sensores.
Rediseñar la interfaz gráfica de usuario para calcular las coordenadas del proceso de
trilateración y visualizar los resultados de las pruebas en condiciones dinámicas.
Diseñar el objeto móvil utilizado en cuanto a la adaptación del sensor, los circuitos de
comunicaciones y su forma física para favorecer el funcionamiento del sistema de
trilateración 2D.
Verificar el funcionamiento del sistema desarrollado mediante la realización de pruebas
experimentales en el espacio interior elegido para tal fin.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 16
V. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Actualmente debido al desarrollo de protocolos y dispositivos de comunicación existe la
posibilidad de integrar sistemas de sensores y dichas comunicaciones electrónicas para tratar de
resolver el problema de la trilateración en ambientes interiores.
Como desarrollar un sistema de trilateración 2D para la realización de pruebas con un vehículo
guiado autónomo en movimiento con el cual se pretende poder verificar el funcionamiento del
sistema de trilateracion en espacios interiores y en condiciones dinámicas con el uso de un vehículo
guiado autónomo, apoyados en la implementación de sensores, microcontroladores, protocolos de
comunicación inalámbrica e instrumentos virtuales.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 17
VI. ANTECEDENTES
Hoy en día las grandes fábricas cuentan con complejos sistemas de automatización, desde sistemas
ensambladores hasta sistemas inteligentes de climatización, todos estos sistemas se encuentran
dispuestos según las necesidades de cada una de las industrias y aplicación según contexto.
Según la industria y la aplicación podemos encontrar sistemas de recuperación y almacenamiento
automatizado (ASRS) que cada día toman más fuerza en diferentes campos como son en las
grandes fábricas de automotores y empresas especializadas en el área de logística para
almacenamiento y recuperación, que debido al entorno económico en el que se desenvuelven en la
actualidad las obliga a ser más dinámicas y cambiantes llevándolas a ser eficientes en lo que se
refiere al consumo de tiempo y costos exagerados que se presentan.
Según investigaciones hechas por el Departamento de Mecatrónica de la Universidad Internacional
Islámica de Malasya (Articulo de investigación publicado por la IEEE) que lo integraban M. M.
Rashid, Banna Kasemi, Mahmudur Rahman contribuyeron a un nuevo prototipo que tiene que ver
con los sistemas ASRS en una nueva versión, los cuales tuvieron resultados muy exitosos. [1] Este
sistema implementado de recuperación y almacenamiento automatizado, posee conocimientos
tanto mecánicos, eléctricos, electrónicos e ingeniería computarizada para un sistema de
almacenamiento en depósito y recuperación, el cual fue acoplado a comunicaciones inalámbricas
de tecnología XBee, módulos de RF, microcontroladores, motores de corriente continua (DC) y
utilizando circuitos integrados para el control de giro de motores, identificación por radiofrecuencia
(RFID), baterías de voltaje, entre otros que fueron de utilidad a la investigación logrando obtener
el prototipo de robot móvil para los sistemas de recuperación y almacenamiento [1].
El diseño del prototipo para el sistema de ASRS tiene como resultado la capacidad de elevar objetos
y transferirlos a ubicaciones preestablecidas, utilizando comunicación inalámbrica los prototipos
se encargan de registrar la ubicación para posteriormente recuperar dicho objeto; Una vez que el
usuario ordena al robot que se encargue de recuperar los objetos respectivos, el robot debe
recuperar correctamente los objetos y nuevamente colocarse disponible para el usuario.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 18
Su funcionamiento tiene como característica principal capturar la posición inicial, La ubicación del
robot se planifica y se define según el desplazamiento a realizar. La Posición inicial actúa como un
punto de inicio del robot en movimiento. Una vez que el robot se mueve para realizar la tarea dada
por el usuario, al finalizar dicha tarea, este debe ser capaz de volver a su posición inicial y ubicarse
en la zona de entrada o salida preestablecida anteriormente [1].
En la tesis de grado desarrollada en la facultad de informática de la
Universidad de Marasik enfocada al Sistema de localización para dispositivos móviles autónomos,
su autor Peter Langer describe las técnicas de localización en espacios interiores, así como las
técnicas basadas en exteriores ya conocidas hoy en día como GPS (sistema de posicionamiento
global), GNSS (sistemas satelitales de navegación global), etc. En este describe un ejemplo
interesante de sistemas de localización en espacios interiores, como lo es active bat (murciélago
activo), basado en un sistema de localización para mediciones del tiempo de vuelo de pulsos de
ultrasonido, caracterizado por un dispositivo pequeño portable llamado bats y beacons (balizas)
montados en un techo, La posición de un bats se consulta bajo una red tipo broadcast donde se
envía la información a una multitud de receptores de manera simultánea, sin necesidad de
reproducir la misma transmisión punto por punto; todo esto para notificar al sistema de su presencia
( esto se conoce como registro) . Cuando un bats recibe una consulta, responde mediante la emisión
de un impulso de ultrasonido que es detectada por los receptores montados en el techo. Si el pulso
enviado es detectado por tres o más receptores montados en el techo, la posición se calcula por un
método llamado multilateración, que calcula de manera única la posición del objeto [2].
El principal problema con este enfoque es que la tasa promedio a la que cada bat se puede consultar
es inversamente proporcional al número de los bats siendo rastreado por el sistema. Si 10 bats están
siendo rastreados entonces la frecuencia media a la que se consulta cada bat es de 5 Hz. Si 50 bats
están siendo rastreados entonces este cae a 1 Hz [2].
Por lo tanto, el sistema active bat como se ha descrito anteriormente no se adapta bien para soportar
un gran número de nodos. Una solución para el problema de este tipo, consiste en implementar un
sistema fijo encargado de calcular sus propias posiciones basadas en las transmisiones recibidas de
balizas estáticas instaladas en un punto determinado. Tales sistemas permiten un número
https://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaci%C3%B3n
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 19
arbitrariamente grande de nodos para posicionarse al mismo tiempo sobre la base de las mismas
transmisiones [2].
En un sistema de localización, su función es determinar la ubicación actual de un objeto dentro de
un sistema dado de coordenadas. En desarrollos de tecnologías como el GPS (sistema de
posicionamiento global), GNSS (sistemas satelitales de navegación global), Hay diferentes
enfoques básicos para la determinación de la ubicación de un objeto.
Uno de los primeros enfoques en analizar y de suma importancia es la localización por medio de
puntos de referencia, En este enfoque el sistema de localización se encarga de la selección
particular de un conjunto de puntos de referencia de coordenadas conocidas. Los puntos de
referencia preestablecidos pueden ser fijos o en movimiento dentro del sistema de coordenadas
seleccionado, Si el conjunto de puntos se desplaza, estos deben seguir una trayectoria predefinida
para que sus coordenadas se pueden determinar exactamente [3].
Fig. 1.. Active bat system network.
Tomado de: https://goo.gl/zmZYI5.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 20
Si se conocen las coordenadas de mínimo tres puntos de referencia al momento de realizar cada
medición, se puede calcular las coordenadas del punto resolviendo un sistema de ecuaciones. Para
estos tipos de sistemas descritos anteriormente se deben de tener límites como puntos de referencia.
Estos límites se utilizan para delimitar espacios físicos garantizando que las mediciones se
realizaran según la delimitación del espacio predeterminado [3].
Otro de los enfoques a describir es el enfoque que determina la posición del objeto con respecto a
algún punto de partida utilizando la dinámica del movimiento de dicho objeto. Por ejemplo, si un
objeto se pone en movimiento desde un punto a lo largo de una dirección y a una velocidad
constante, sus coordenadas con respecto al tiempo se dan basados en la capacidad del objeto en
movimiento para medir con precisión su dinámica. El objeto genera una estimación de la posición
y se requiere de una dinámica de medidas tales como la velocidad y la aceleración que se integrarán
para dar una exactitud en la medida. Este enfoque sufre de un inconveniente y es debido a la
estimación en las medidas que genera una acumulación de errores y por este motivo para desarrollar
una mayor precisión, la mayoría de los sistemas de localización se implementan utilizando puntos
de referencia, o el uso de una combinación de puntos de referencia y la estimación de estos [3].
A. Sistema de Localización Active Badge
El sistema active badge fue uno de los primeros sistemas de localización en espacios cerrados. Este
sistema funciona realizando seguimiento de la ubicación de objetos y usuarios en una base de
ubicaciones ya definida. Los objetos son rastreados por medio de una placa fija y esta se encarga
de transmitir su identificador único cada 15 segundos utilizando un transmisor infrarrojo. Los
receptores de infrarrojos fijos que pueden ir sujetos a dichos objetos o usuarios recogen la
información y luego la transmiten a través de una red cableada a la base de datos central [3].
La desventaja de este sistema es que solo se puede conocer la posición del objeto cada 15 segundos,
pero este tiempo es suficiente para monitorear el movimiento del objeto o usuario en un espacio
interior.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 21
B. Sistema de Localización por Nodos
En este sistema la información de posición necesita puntos o nodos de referencia con coordenadas
preconfiguradas. Las coordenadas de estos nodos de referencia pueden ser coordenadas definidas
en un límite espacial local, o pueden ser coordenadas globales como en un GPS. Si estas
coordenadas son locales, la información de posición dentro del sistema de ubicación también es
local, usando nodos de referencia con receptores GPS, Un sistema de coordenadas local 3D o 2D
puede ser traducido a un sistema de coordenadas globales [3].
Los métodos de posicionamiento por medio de señales ultrasónicas son métodos de medición que
utilizan ondas sonoras para determinar la posición del objeto que se está midiendo. El dispositivo
mide la cantidad de tiempo que tarda la onda de sonido reflejada para volver al receptor. La medida
de éxito depende de la reflexión del material, el desplazamiento en línea recta hacia el receptor de
la señal. Sin embargo, hay diversas condiciones que afectan la señal de retorno. Factores tales como
el polvo, vapores pesados, obstrucciones, la rugosidad y los ángulos de las superficies, pueden
Fig. 2.. Coordenadas del nodo mediante la medición de distancia de un objeto
Tomado de: (N. B. Priyantha, «The Cricket Indoor Location System, » S.M. Computer Science, Massachusetts
Institute of Technology, 2005).
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 22
afectar a la señal de retorno. Es por ello que al momento de trabajar con este tipo de señales se
tengan en cuenta dichas condiciones [4].
Actualmente, las técnicas de detección de láser, radar, infrarrojos y rayos de ultrasonidos se han
aplicado ampliamente en la industria. Uno de los mejores ejemplos son el de los vehículos
equipados con sistemas de seguridad activos para reducir el riesgo de accidentes, la mayoría de
estos se aplican en los entornos urbanos.
Todos estos sistemas utilizan diferentes tipos de sensores para monitorear constantemente las
condiciones del vehículo y actuar en caso de emergencia, una aplicación ideal para evaluar la
efectividad de estos sistemas fue crucero adaptativo (ACC) que permite fijar una velocidad de
conducción y mantenerla de forma automática sin tener que usar el acelerador. Este sistema se
llevó a cabo mediante el uso de sensores ultrasónicos, el prototipo automatizado se probó en
condiciones reales en los sistemas de seguridad activos para el tráfico urbano. Los resultados
arrojados confirman el buen desempeño de los sensores ultrasónicos en estos sistemas [4].
Fig. 3.. Sistema automático crucero adaptativo.
Tomado de: https://goo.gl/H5JZP5
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 23
Estos avances e investigaciones realizadas en cuanto a sistemas autónomos y de localización, van
ligados a sistemas de comunicación inalámbrica actuales, los cuales difieren los unos de los otros
desde el protocolo de comunicación hasta los medios de recepción y transmisión, por tal motivo
hoy nos encontramos con infinidad de posibilidades en cuanto a comunicaciones inalámbricas, sin
embargo la prestación para la cual se pretenden y su necesidad es la que nos indica cual todas las
posibilidades en comunicación es la mejor, como lo expone Miguel Mariano Martínez en su trabajo
de fin de carrera para la Universidad de la Rioja, donde elige el protocolo MiWi como protocolo
de comunicación para un sistema de control y monitoreo de varias plataformas en una explotación
agrícola, por encima de otros protocolos más utilizados en la instrumentación electrónica,
principalmente por su sencillez para crear una red [5].
Fig. 4.. Red inalámbrica MiWi para explotaciones agrícolas.
Tomado de: M. M. Martínez, «Desarrollo de red inalámbrica MiWi para explotaciones agrícolas,» 2013.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 24
VII. MARCO TEÓRICO
A. Trilateración Por Ultrasonido
Se conocen como ultrasonidos, a las ondas acústicas superiores a la máxima frecuencia
auditiva perceptible por el ser humano. Nominalmente esto incluye frecuencias sobre 20
kHz, pero habitualmente se trabaja entre los rangos de 1 y 20 Mhz.
Las principales aplicaciones de los ultrasonidos frente a las ondas de radio convencionales
en el ámbito de la localización vienen del hecho que la velocidad de los ultrasonidos es
aproximadamente la velocidad del sonido = 343m/s, mientras que las ondas de radio viajan
a la velocidad de la luz c = 108 m/s. Esto permite mandar un mensaje radio y un pulso de
ultrasonidos en el mismo instante desde un emisor y ver la diferencia entre el tiempo de
llegada del paquete radio y del pulso de ultrasonidos en el receptor, con lo que se puede
extraer la información sobre la distancia relativa. Esto se conoce como Time Difference
of Arrival (TDoA) [6, p. 11].
Para calcular distancia también se puede utilizar simplemente el tiempo de llegada
(Time of Arrival, ToA) del pulso de ultrasonidos, en caso de que el emisor y el
receptor sepan a la vez cuando se ha emitido el pulso de ultrasonidos. Para calcular
Fig. 5.. Funcionamiento de un sonar.
Tomado de: https://goo.gl/KgKrfO
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 25
la distancia es muy sencillo, sólo se ha de tener en cuenta que la señal rebota en el
blanco y vuelve, con lo que recorre dos veces esta separación [6].
𝑑 = 𝑉𝑆 ∗ 𝑡
2
Donde 𝑉𝑆 es la velocidad del sonido y 𝑡 es el tiempo que tarda la onda en llegar hasta
el blanco, rebotar y volver de nuevo al emisor.
Para la mayoría de aplicaciones de localización con ultrasonidos el emisor y el
receptor están separados, y deberán tener línea de visión directa entre ellos (Line of
Sight, LOS). Esto implica que ambos deben estar encarados, de manera que la señal
llega de uno a otro directamente, sin rebotes. No obstante, es posible utilizarlo en
situaciones sin línea de visión directa (Non-Line of Sight, NLOS), aunque se ha de
lidiar con alcances menores debido a la disipación de energía de las ondas acústicas
al rebotar en la mayoría de superficies [6, p. 12].
Al usar ultrasonidos se ha de tener en cuenta algunos conceptos básicos como son
la zona muerta, en la cual no se puede detectar exactamente el objeto u obstáculo
presente, Esta es la distancia entre la membrana que sensa y el mínimo rango de
sensibilidad del sensor. Si el objeto está demasiado cercano, la señal ultrasónica
puede chocar contra el objeto u obstáculo antes de que dicha señal haya dejado el
transductor, por lo tanto, la información del eco que se devuelve al sensor es
ignorada por el transductor, ya que este está todavía transmitiendo y no recibiendo.
Si el objeto está demasiado cerca puede ocurrir otro problema, que el eco generado
se refleje sobre la membrana sensora y viaje de nuevo hacia el objeto. Estos ecos
múltiples pueden dar lugar a errores cuando el objeto está dentro de la zona muerta
[7, p. 18].
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 26
El rango máximo es el parámetro en el que este tipo de sensor puede detectar cada
objeto y cada aplicación se determina mediante experimentación. Otro concepto
básico es el ángulo del cono de emisión que está formado por los puntos del espacio
en los que la señal del sensor es atenuada por lo menos 3dB. Fuera de este cono la
señal de ultrasonidos existe, pero es bastante débil. Este cono debe determinarse
experimentalmente y dentro de él pueden detectarse los objetos [7, p. 19].
El sensor de ultrasonidos emite un haz de sonido en forma de cono que elimina los
lóbulos laterales. Es importante el tamaño del objeto respecto del tamaño de la zona
que abarca el haz. Teóricamente, el objeto más pequeño detectable es aquel que
mide la mitad de la longitud de onda de la señal del sensor de ultrasonidos. Para
215KHz, la longitud de onda de la señal es de 0.063”, por lo que, bajo condiciones
ideales, estos sensores son capaces de detectar objetos con un tamaño mínimo de
0.032”. Normalmente los objetos son grandes, por lo que son detectados a varias
distancias con cálculos de medición entre los 2cm-4,5m lo cual posee una precisión
bastante alta y de bajo costo [7, p. 20].
Si un objeto liso es inclinado a más o menos 3 grados de inclinación con respecta a la normal del
eje de emisión de la señal de ultrasonidos, una parte de la señal es desviada del sensor y la distancia
Fig. 6.. Zona muerta
Tomado de: E. G. Sanz, «Implementacion de sensores de ultrasonidos en un sistema autonomo de tiempo real,»
2003.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 27
de detección disminuye. Sin embargo, para objetos pequeños situados cerca del sensor, la
desviación respecto a la normal puede aumentar hasta más o menos 8 grados. Si el objeto está
inclinado más o menos 12 grados con respecto a la normal del eje, toda la señal es desviada fuera
del sensor y este no es capaz de captar la señal ocasionando que no responda.
La señal que choca contra un objeto de superficie rugosa se difunde y refleja en todas las
direcciones y parte de la energía vuelve al sensor como un eco débil lo que genera datos imprecisos
y variaciones amplias de medida [7, p. 22].
Los sensores de ultrasonidos producen lecturas bastante aproximadas a la realidad con rangos de
tolerancias de cm, pero la capacidad de repetir la señal exacta es casi nula, en la figura 4 se observan
los mapas que se reconstruyen en tiempo real de un mismo entorno de navegación de diferentes
experimentos. Los sensores de distancia por emisión de ultrasonidos permiten modelar entornos
dinámicos en la forma en la que emiten y recogen las ondas de sonido [7].
Fig. 7.. Dependencia de la señal según la inclinación.
Tomado de: E. G. Sanz, «Implementación de sensores de ultrasonidos en un sistema autónomo de tiempo real,»
2003.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 28
A continuación, se describe cada uno de las posibles fuentes de errores de medida las cuales se
encuentran fundamentadas en la imprecisión de la medida del tiempo y las variaciones de la en la
velocidad de la onda.
1) Velocidad de propagación de la onda
La velocidad del sonido se ve muy afectada por la temperatura y por la humedad generando
posibles errores de medida [7].
2) Incertidumbre de la detección
Las variaciones de mediada son ocasionadas por la reflexión de las ondas en distintos tipos de
objetos. Algunos reflejan con una intensidad mayor que otros los cuales dependen de la rugosidad
de la superficie y la inclinación. Esto hace que los sistemas de detección respondan de forma más
rápida ante los primeros haciendo que esos objetos parezcan más próximos. Por este motivo, es
Fig. 8.. Energía emitida por la onda ultrasónica en todas las direcciones.
Tomado de: E. G. Sanz, «Implementacion de sensores de ultrasonidos en un sistema autonomo de tiempo real,»
2003.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 29
muy importante la selección del valor umbral, a partir del cual se inicia la detección de la onda [7,
p. 25].
3) Incertidumbre en la medida del tiempo
Si comparamos la velocidad del sonido con la de la luz, encontramos que es muy lenta y se ve
afectada por muchos factores. Esto impulsa el desarrollo de circuitos electrónicos con unos
requisitos de velocidad muy altos, capaces de responder en tiempos inferiores al nanosegundo. Para
lograr obtener precisiones de tan solo 1cm, se necesita un circuito con temporizaciones de 3
nanosegundos. Lograr esta precisión resulta muy costoso generando que se aparten estos sistemas
de medida en las aplicaciones normales [7].
Los sistemas de posicionamiento por medio de ultrasonidos, son capaces de estimar la posición de
los objetos con una precisión del orden de centímetros, La estimación de coordenadas de un punto
a partir de las distancias que existen entre ese punto y otros tres puntos de referencia con
coordenadas conocidas, se denomina como trilateración de coordenadas. Esta se basa en la
geometría y en la resolución de sistemas de ecuaciones para estimar cada una de las distancias de
cada punto de referencia al punto y así poder determinar las coordenadas de este último. Cuando
se hace uso de un sistema de ecuaciones de 3 variables ‘x’, ‘y’ y ‘z’ se habla de un sistema de
trilateración 3D o para un sistema de trilateración de 2 variables ‘x’ y ‘y’ se habla de un sistema de
trilateración 2D. Los sensores ultrasónicos permiten medir la distancia de un objeto por medio de
señales ultrasónicas, estos son ampliamente utilizados en la instrumentación electrónica debido a
su bajo costo y a su precisión, por lo tanto, es posible automatizar la trilateración de un objeto si se
tiene un arreglo de sensores de ultrasonido correctamente ubicados. El método de trilateración por
ultrasonido se caracteriza por determinar la ubicación coordenada de un punto específico a partir
de los ecos y los tiempos de vuelo de señales ultrasónicas emitidas periódicamente. De manera
complementaria existen métodos que utilizan la intensidad de señal recibida (RSSI) para realizar
la medición de distancia y la trilateración, desafortunadamente estos métodos son bastante
imprecisos puesto que influyen mucho el medio y los obstáculos. En la práctica algunos métodos
que han dado buenos resultados utilizan las comunicaciones inalámbricas junto con el ultrasonido
para hacer una estimación más precisa de las coordenadas del punto desconocido [8].
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 30
Los sistemas de localización son basados en esta distancia, dada por el tiempo de vuelo que recorre
el ultrasonido en un espacio, transmitido al medio en este caso un espacio interior, La trilateración
como sistema de localización consta de dispositivos electrónicos que emiten señales a un ambiente
o a un medio tal como son las de señales de radio, ultrasonido, laser, etc., así como otros elementos
electrónicos que se encargan de la propagación de la señal, después de haberse propagado en el
ambiente o interior [8].
Los sistemas de trilateración con ultrasonido se caracterizan por utilizar frecuencias alrededor o
por encima de los 40KHz, las cuales se encuentran muy por encima del umbral de frecuencia
percibidas por el oído del ser humano el cual está entre 20 Hz a 20kHz según cada persona, ya que
siente sensibilidades diferentes. La medición de distancia se crea a partir de sensores de ultrasonido,
para el sistema de localización con principio de trilateración, existen sensores de ultrasonido con
capacidad en la detección de objetos.
Fig. 9.. Principio de Trilateracion.
Tomado de: https://goo.gl/cMNjfS
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 31
B. Comunicación Inalámbrica: Protocolo MiWi
Este protocolo de comunicaciones inalámbricas se basa en el estándar IEEE 802.15.4 para redes
inalámbricas de área personal. MiWi permite modificar y ajustar parámetros de red, el
procedimiento para hacer esto se basa en los documentos de Microchip Technology, entre otros;
MiWi wireless protocol (2010), MiWi P2P wireless protocol (2010), MiWi wireless application
programing interface-Miapp (2009), MiWi wireless media access controller-MiMac (2009) los
cuales pueden ser consultados en la página web de microchip para configuraciones de
comunicaciones inalámbricas de área personal [9].
MiMAC es utilizada para la manipulación de los transceptores RF para tener una flexibilidad a la
hora de utilizar cualquiera de estos, basado en la capa de protocolo con propiedad de microchip,
mientras que Miapp es flexible y se puede utilizar bajo los protocolos inalámbricos de microchip,
modificando o no la capa de la aplicación [9].
Fig. 10.. Organización del protocolo MiWi.
Tomado de: M. M. Martínez, «Desarrollo de red inalámbrica MiWi para explotaciones agrícolas,» 2013.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 32
El protocolo MiWi (MiWi Wireless Networking Protocol Stack) es un protocolo inalámbrico
sencillo, creado para el envío de bajas transmisión de datos, costos bajos y distancias pequeñas, se
caracteriza por ser un protocolo para redes pequeñas, las cuales pueden poseer 1024 nodos como
máximo, cada coordinador de red puede tener hasta 127 nodos, y en total serian 8 coordinadores
de la red de área personal [9].
MiWi P2P es una versión más simplificada del protocolo MiWi que permite establecer redes más
pequeñas sin enrutamiento y con comunicaciones de un solo salto. MiWi P2P no posee la capacidad
de enrutamiento, por lo tanto, la comunicación inalámbrica depende directamente del rango de
alcance del radio. Soporta dos topologías: P2P (Peer to Peer) y estrella [9].
Este protocolo se puede implementar con microcontradores de las familias PIC18, PIC24, PIC33
y PIC32 de Microchip, soportados por los compiladores C18, C30 y C32. La programación de los
nodos de red no requiere un sistema operativo en tiempo real (RTOS) permitiendo así
programación secuencial tradicional [9].
1) Topología Estrella
Esta comunicación inalámbrica se forma a partir de un nodo central el cual va ser definido como
coordinador de red de área personal PAN (Personal Area Network), este se encarga de establecer
la comunicación y la conectividad de otros dispositivos terminales permitiendo que otros
dispositivos pueden unirse a una red totalmente independiente del resto de redes en estrella. Esta
red crea una mayor facilidad de supervisión y control de información ya que para pasar a transmitir
los mensajes, primero deben pasar por un nodo central o coordinador, el cual gestiona la
redistribución de la información a los demás nodos. Las características de funcionamiento del
coordinador de la PAN es FFD (full-function device), donde puede ser FFD para indicar que están
con radio habilitado o RFD (reduced-function device) que indica radio inhabilitado, pero se tiene
en cuenta que el coordinador se comunica con todos, no importa su funcionalidad, no obstante, los
dispositivos terminales únicamente se comunican con el coordinador de la PAN, sin importar el
estado de sus radios [10].
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 33
2) Topología Peer to Peer (P2P)
Esta topología cuenta también con un coordinador de red de área personal PAN, (Personal Area
Network) que da inicio a las comunicaciones a través de los dispositivos terminales (end devices),
Al momento de establecer la comunicación con la red, estos dispositivos no necesariamente se
tienen que comunicar con el coordinador PAN, solo basta con tener radio habilitado cada
dispositivo terminal para poder tener conectividad entre ellos, a diferencia de la topología estrella
que la comunicación solo se da por medio del coordinador de Red [10].
Fig. 11.. Topología de estrella.
Tomado de: G. Meneses, «Tutorial Protocolo MiWi,» Medellín, 2013.
Fig. 12.. Topología Peer to Peer
Tomado de: G. Meneses, «Tutorial Protocolo MiWi,» Medellín, 2013.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 34
El direccionamiento de la red se asigna teniendo el coordinador de la red en estado fijo, con la
siguiente dirección 11-22-33-44-55-66-77-01 donde este hace referencia al nodo 1, que puede ir
siendo modificado por la última cifra de la dirección dada, de acuerdo a los dispositivos finales o
nodos que se tengan en la PAN. Por defecto la identificación de la red (PAN ID) es 1234.
MiWi P2P solo logra soportar la comunicación de un único salto, para la transmisión de mensajes
con direccionamiento EUI o larga, mientas que para el direccionamiento corto, es utilizado cuando
el stack que permite la transmisión de un mensaje de difusión amplia o multicanal (broadcast) y la
longitud de direccionamiento solo permite la comunicación de único salto en el rango de 2 y 8
bytes para la utilización de los transceptores del fabricante microchip [10].
Los campos de direccionamiento del protocolo MiWi P2P tienen campos de direccionamiento y
stack por ser subconjuntos de los mensajes bajo los estándares de la IEEE norma 802.15.4 y sus
campos son: control de trama, numero de secuencia, Identificación PAN de destino, dirección de
destino, identificación PAN de origen, dirección de origen, payload (cuerpo del mensaje),
secuencia de chequeo de la trama, estos son los formatos de paquetes para el protocolo MiWi P2P
[10].
C. Programación de Nodos con MiWi
Microchip solutions pone a disposición un conjunto de herramientas como lo son documentos para
los usuarios basados en las funciones especiales y ejemplos de desarrollos, para soluciones a
procesos o sistemas embebidos como son: funcionalidades gráficas especiales, aplicaciones
desarrolladas utilizando el protocolo propietario MiWi, soporte para el stack y las aplicaciones
TCP-IP, soporte de funciones con USB y aplicaciones para registro SD. El diseño de los nodos
sensores se basa en un documento creado en las librerías de microchip, estas librerías se llaman
application libraries que al ser utilizada posee recursos para implementar aplicaciones más
avanzadas aprovechando las funciones que poseen los microcontroladores 18,16 y 32 bits [10].
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 35
D. Interfaz de Programación de Aplicaciones (API) del Protocolo MiWi: MiApp
La especificación de MiApp se caracteriza por definir las interfaces de programación entre la capa
de aplicaciones y el protocolo de comunicación inalámbrico propietario de la fabricación de
Microchip. La forma para la implementación de MiApp son 2 tipos; parámetros definidos para la
configuración del archivo y funciones de los protocolos inalámbricos fabricados y con propiedad
de microchip. Si se cumplen las especificaciones dadas por MiApp, los protocolos pueden ser
utilizados bajo los estándares de Microchip para la modificación o no en la capa de aplicación,
donde este software puede ser cambiado bajo otra topología sea estrella o P2P [10].
E. Control de servomotores
Los servomotores son motores de corriente continua que incorporan un circuito
electrónico que permite controlar de forma sencilla la dirección y la velocidad de
giro de sus ejes mediante impulsos eléctricos. La señal de control de los
servomotores de rotación continua es una señal de pulsos modulada en anchura
PWM (Pulse Width Modulation). Este tipo de señal de control se utiliza en los
servos estándar para realizar los giros desde 0º a 180º [11, p. 18].
Para el control de un servo se debe indicar en qué posición se debe situar. Esto se
lleva a cabo mediante una serie de pulsos tal que la duración del pulso nos indica el
ángulo de giro del motor. Cada servo según fabricante tiene sus tolerancias de
operación. Los valores más generales corresponden con pulsos entre 1 ms y 2 ms de
ancho, que dejarían al motor en ambos extremos (0º y 180º). El valor 1.5 ms de
ancho de pulso indica la posición central o neutra (90º), mientras que otros valores
del pulso lo dejan en posiciones intermedias. Estos valores suelen ser los
recomendados, sin embargo, es posible emplear pulsos menores de 1 ms o mayores
de 2 ms, logrando conseguir ángulos mayores de 180°. Si se sobrepasan los límites
de movimiento del servo, éste inmediatamente emite un zumbido, indicando que se
debe cambiar el ancho del pulso. El factor limitante es el tope del potenciómetro y
los límites mecánicos constructivos [11, p. 20].
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 36
El servomotor usado para las pruebas de funcionamiento es el Micro servo Tower Pro Sg90. Sus
características principales son las siguientes.
Peso: 9g
Velocidad: 0.12 seg / 60° @ 4.8V
Fig. 13.. Señal de control del servomotor micro servo Tower Pro sg90
Tomado de https://goo.gl/e4ErxC
Fig. 14.. Servomotor micro Tower Pro servo sg90
Tomado de: https://goo.gl/tQ2xXw
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 37
Torque: 1.98 Kg-cm @ 4.8V
Ángulo de rotación: 180°
Dimensiones: 22.6mm x 11.4mm x 22mm
F. Microcontroladores PIC
Un microcontrolador Es una computadora integrada con un chip , este dispositivo consta de una
CPU (Central Processor Unit), una memoria, unidades de Entrada/Salida y circuitos tales como
generador de reloj, módulos específicos, siendo capaz de procesar información, interactuar con su
entorno y responder ante estímulos [12].
Existen microcontroladores de gamas bajas, medias, alta y mejorada con una arquitectura de diseño
en común.
Gama Baja: Encapsulado que contiene 33 instrucciones de 12 bits.
Gama Media: Encapsulado que contiene 35 instrucciones de 14 bits.
Fig. 15.. Estructura de un microcontrolador
Tomado de: J. V. Rivero, «Microchip PIC,» 2009
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 38
Gama Alta: Encapsulado que contiene 58 instrucciones de 16 bits.
Gama Mejorada: Encapsulado que contiene 77 instrucciones de 16 bits.
Las diferentes aplicaciones desarrolladas con microcontroladores PIC, tienen ventajas como el bajo
consumo de potencia, inmunidad al ruido, diversidad de modelos para cumplir una necesidad
tecnológica donde ha requerido un microcontrolador, herramientas gratuitas para llevar a cabo
prototipos, fácil de usar, programación de tareas, circuito de vigilancia perro guardián, disposición
de osciladores RC (Resistor, Capacitor), XT (Xtal), HS (High Speed) y LP (Low Power) y posee
módulos como conversores A/D, modulación de ancho de pulso (PWM) y temporizadores internos.
Existen microcontroladores de 8 bits, como el pic18F4620, que sirven de base para la creación de
nodos utilizando comunicaciones inalámbricas bajo el protocolo MiWi, es así como se puede
conformar un nodo con un transceptor que soporte el protocolo MiWi, los transceptores tienen
características de comunicación SPI (Serial Peripheral Interface), alimentación y módulos de
control adicionales.
Según la descripción técnica del fabricante de microcontroladores de la familia 18F, la principal
característica de estos microcontroladores es que poseen una frecuencia de operación de hasta
40MHz, memoria de programa, memoria de datos, fuentes de interrupciones, cinco puertos que
pueden ser configurados como entradas y salidas, temporizadores, módulos de captura,
comparación y de PWM (Modulación por ancho de pulsos), comunicaciones seriales USART
(Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter), MSSP (Master Synchronous Serial
Port) y 13 canales de módulos análogo-digital de 10 bits.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 39
G. Vehículo de Guiado Autónomo (AGV) y Sistemas de Recuperación y Almacenamiento
Automatizado (ASRS)
Los vehículos de guiado autónomo (AGV) poseen características especiales, se trata de un móvil
robótico o mecatrónico que tiene funciones y tareas específicas que pueden cumplir y llevar a cabo
sin interacciones humanas o contacto físico. Las tareas pueden estar relacionadas con la ubicación,
almacenamiento y recuperación automatizada de piezas u objetos. En los sistemas de logística,
desempeñan funciones como la manipulación y distribución de mercancía moviéndose con
marcadores o rutas predefinidas para hacer más precisa la ubicación, estos sistemas se acoplan con
dispositivos electrónicos y sensores que permiten la movilización por las rutas ubicadas en el
espacio interior. Existe un prototipo también de vehículo guiado para la ubicación y recolección
automática de libros en ambientes bajo condiciones controladas acoplado con sensores y
comunicaciones bajo el protocolo MiWi [13].
Los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS por sus siglas en inglés),
consisten en sistemas controlados por ordenadores para recuperar y almacenar cargas en
ubicaciones conocidas y definidas con un alto grado de velocidad y exactitud, estas aplicaciones
son utilizadas en operaciones de logística, en donde existen volúmenes de cargas mayores que son
trasladadas dentro y fuera del almacén las cuales pueden ser limitadas al almacenamiento en el
espacio. En las operaciones de logística estos sistemas utilizados con vehículos de guiado
autónomo en espacios interiores han contribuido con desarrollo de las tareas diarias que pueden ser
de utilidad en procesos para llevar información en un inventario, el cual posee todas las funciones
Fig. 16.. Tabla comparativa PIC Microchip
Tomado de: J. V. Rivero, «Microchip PIC,» 2009
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 40
para cumplir las tareas en un ambiente logístico o en una empresa en la cual exista la necesidad de
recuperación y almacenamiento de información automatizada [13].
Las investigaciones de prototipos en Sistemas de Recuperación y Almacenamiento Automatizado
(ASRS) ofrecen tecnología que permite liberar de tareas a personas que están en áreas de trabajo
muy monótonas y es aquí donde los vehículos guiados automatizados entran al campo donde son
requeridos para cumplir dichas tareas programadas, para realizar y llevar a cabo cada una de sus
operaciones, que son coordinar la recuperación y almacenamiento de objetos y realizar
movimientos en el espacio o ambiente donde se van a utilizar [13].
H. Diseño en Eagle de la tarjeta electrónica
La tarjeta electrónica es la encargada de comunicar todos los dispositivos encargados del
procesamiento o envió de datos, La tarjeta integra dispositivos como: Módulo MiWi de
transmisión, Display LCD, microprocesador, y salidas de conexión para El servomotor.
El desarrollo de estas tarjetas se inicia elaborando el diagrama esquemático en el software “Eagle”,
y es presentada en las siguientes gráficas:
Fig. 17..Prototipo de Diseño AGV
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 41
Fig. 18.. Esquemático de la tarjeta electrónica
Fig. 19.. Placa de circuito electrónico
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 42
En la imagen se pueden observar los diferentes dispositivos electrónicos usados para el desarrollo
de la tarjeta, los cuales cuentan con: PIC18F4620, Módulo Bluetooth RN-41, módulo de
comunicación MiWi, Display LCD, puertos de conexión para el servomotor sg90; entre otros
componentes electrónicos como son resistencias, condensadores, reguladores de voltaje, siempre
importantes para el buen funcionamiento electrónico de la tarjeta.
I. Módulo bluetooth rn-41
A continuación, se dará a conocer las características técnicas del módulo bluetooth, utilizado para
la transmisión de los datos al PC que cuenta con la interfaz gráfica.
Módulo Bluetooth de bajo consumo (clase 1), flexible y económico que cumple con el estándar
802.15.1, Soporta diferentes protocolos de comunicación.
Es fácil de usar y está completamente certificado, lo que lo convierte en una solución embebida
Bluetooth completa.
Con su antena de alto rendimiento tipo chip y su soporte de Bluetooth enhanced data rate (EDR),
el RN-41 proporciona una rata de hasta 3Mbps para una distancia de hasta 100m.
Es una excelente solución para agregar comunicación inalámbrica Bluetooth a sistemas existentes.
[10].
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 43
VIII. METODOLOGÍA
A. Etapas del desarrollo
El objetivo principal del proyecto plantea varios retos en cuanto a diseño y desarrollo, este
involucra 4 dispositivos, cada uno de ellos con diferentes periféricos de medición, movimiento,
visualización y comunicación, por lo cual es necesario dividir el proyecto en diferentes etapas, las
cuales van desde configuración y calibración de sensores, hasta estructura y programación.
1) Programación
La programación del microcontrolador es el aspecto más importante del proyecto, en cuanto el
microcontrolador es el encargado del control de todos los dispositivos, además del almacenamiento
y manipulación de todas las variables del proyecto, es así como la programación es participe en la
completa duración del proyecto, desde el inicio con la calibración de cada uno de los periféricos,
hasta el final con la ejecución de pruebas y correcciones del mismo.
Debido a la robustez del proyecto, desde el inicio se plantea una programación modular, la cual
permite obtener cada vez un nivel más alto en la interpretación de las funciones y procedimientos
ya ejecutados, de tal manera que cada tarea cuenta con una o varias funciones propias, y casi que
cada elemento cuenta con sus propios archivos de cabecera y de cuerpo.
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Todos los microcontroladores cuentan con un cristal de 4MHz y de acuerdo a dicha frecuencia se
generan las diferentes configuraciones de tiempos, necesarias para casi todas las funciones del
proyecto.
Desde la programación se desarrolla el método geométrico de la trilateración, para lo cual se
emplean diferentes técnicas que nos permiten al cálculo de la misma. El principal inconveniente
en cuanto al cálculo del método, surge cuando encontramos que es improbable que las tres
distancias al AGV generen 3 circunferencias las cuales se crucen en un único punto, para lo cual
se hace necesario hallar cada una de las intersecciones en cada par de circunferencias, y conociendo
los 3 puntos de intersección, hallar la mitad del triángulo formado por estos.
Fig. 20.. Programación del microcontrolador
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2) Comunicación Inalámbrica MiWi
Para la comunicación inalámbrica se hace uso del protocolo MiWi por medio del módulo
MRF24J40MA, el cual se utiliza tanto en los nodos como para el AGV. La configuración base del
microcontrolador para el uso de dicho protocolo es tomada del ejemplo simple con el que cuenta
el compilador mplabc18, tanto para el nodo coordinador, como para los nodos esclavos.
Fig. 21.. Pruebas de la trilateracion del AGV.
Fig. 22.. Módulo MIWI MRF24J40MA.
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Se elige una topología P2P (red de pares) ya que no era completamente necesario contar con un
enrutamiento, además era lo más adecuado por la simplicidad de la misma. Se podría llegar a pensar
que no era necesaria la configuración de un coordinador dentro de una red de pares, sin embargo,
en el protocolo MiWi la existencia del mismo es esencial para la creación de la red, para lo cual se
configura el AGV como coordinador. Es de tener en cuenta en la programación de cada nodo
incluyendo el coordinador, que todos deben contar con el mismo canal, la misma red, y diferentes
direcciones para el correcto funcionamiento de la red.
Otras modificaciones importantes en la configuración básica del protocolo MiWi, fueron referentes
al envió de datos y recepción de los mismos desde el código del microcontrolador, filtrando solo
la información relevante para el proyecto, lo cual otorgo mayor simplicidad y dinamismo a la
manipulación de los datos.
3) Sonar Ultrasónico
Para la implementación del sonar ultrasónico que se dispondrá en cada uno de los nodos y el AGV,
se hace uso del sensor ultrasónico SRF05, gracias a su alta precisión en comparación con otros
sensores del mismo segmento. Desde programación se logra configurar el dispositivo con la ayuda
de delays y del TIMER del microcontrolador para medir el retardo de la señal en microsegundos y
así poder determinar la distancia medida.
Contando con lo anterior, se procede a la configuración y calibración del servomotor, para lo cual
se hace uso de un generador de ondas, determinando con este los ángulos críticos del servomotor,
para luego lograr manipular con precisión el mismo desde el mismo microcontrolador con la ayuda
de delays.
La integración de ambos se realiza desde el mismo microcontrolador por medio de bucles que
permiten que el servomotor se situé en diferentes posiciones secuencialmente mientras el sensor
ultrasónico genera una medida en cada posición, al final mediante condicionales se logra
determinar la posición y distancia del objeto, que en la mayoría de los casos corresponde a la menor
distancia medida.
SISTEMA DE TRILATERACION 2D EN ESPACIOS INTERIORES PARA VEHÍCULO… 47
La disposición del sonar en el AGV cuenta con una variante adicional, debido a que esta
debe contar con un rango de visión de 360 grados, por lo cual se hace uso de un servomotor
adicional, logrando recorrer los primeros 180 grados con el primario, y para grados mayores con
el apoyo del secundario.
4) LCD
El LCD dispone de una configuración básica gracias a la librería xlcd con la que cuenta el
compilador mplabc18, con la cual se hace muy sencilla la manipulación del mismo, sin embargo
desde la misma programación se crean diferente funciones la cuales nos permiten mayor control
para visualizar diferentes variables del proyecto y estados del funcionamiento del mismo. En el
desarrollo de la PCB, se tiene en cuenta la utilización de un trimmer para el ajuste variable de la
Fig. 23.. Montaje del sensor ultrasonido y servomotor.
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pantalla LCD, además de una alimentación para aquellas pantallas que cuentas con iluminación de
fondo.
5) Estructura Nodos
En el diseño del sistema de trilateración 2D es indispensable la utilización de 3 nodos, los cuales
funcionan independientemente en 3 diferentes posiciones conocidas, cada uno de ellos se encarga
de encontrar la distancia y ángulo del AGV dentro de un espacio determinado, para luego
transmitirla.
En la estructura de los nodos se tienen en cuenta factores como la altura del AGV, el ángulo de
visión de 90 grados, el material para ser detectados por el AGV, entre otros. Es de esta manera
como se hace uso de perfiles de acero de 40 centímetros de longitud, los cuales cuentan con una
superficie adecuada para la utilización de los sensores ultrasónicos, adicionalmente otorgan rigidez
al cuerpo de los mismos, sin necesidad de utilizar bases. Cada uno de los perfiles cuenta con una
perforación a 20 centímetros del suelo en una de sus esquinas, lo suficientemente amplia para el
movimiento de 90 grados del servomotor en conjunto con el sensor ultrasónico.
Fig. 24.. Montaje completo del Nodo
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6) Estructura Vehículo de Guiado Autónomo
El vehículo de guiado autónomo dentro del sistema de trilateración 2D es el último y más
importante nodo, ya que este actúa como coordinador de la red y es el encargado de establecer la
red y controlar la conexión del resto de dispositivos dentro de la misma. Al mismo tiempo el AGV
cuenta con la mayor parte de la programación ya que este se encarga de recibir la información de
los nodos, filtrarla, corroborarla con la información obtenida, calcular su posición, dirección y
enviar la información a un medio visual.
El primer reto en el desarrollo del vehículo de guiado autónomo es el diseño de su estructura, ya
que para este se tienen en cuenta factores como el tamaño de la batería que alimenta los motores,
el material que recubre el vehículo debido a que este debe favorecer a los sensores ultrasónicos, la
capacidad de giro de este, entre otros. Para el vehículo se hace uso de motores 2 motores de
corriente continua, para lo cual se requiere una batería de 12 voltios y 18 amperios, adicional estos
están acompañados de una rueda loca la cual facilita los movimientos. En el recubrimiento del
vehículo se usan láminas de alfajor, ya que son fáciles de moldear y tienen una superficie adecuada
para el uso de sensores de ultrasonido, esta se dispone en forma cilíndrica cubriendo totalmente la
batería del vehículo y componentes electrónicos.
Fig. 25.. Estructura del vehículo AGV
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Después de realizar el montaje y realizar diferentes pruebas básicas del funcionamiento de todos
los componentes, encontramos que el arranque de los motores de corriente continua genera bajos
en el suministro de corriente del microcontrolador, lo cual genera reinicios constantes del sistema,
por lo que se hace uso de una batería independiente de 9V para toda la parte de control.
Verificando el funcionamiento de los motores, se evidencia que el motor derecho cuenta con un
poco más de fuerza que el motor izquierdo, generando leves desviaciones hacia la izquierda cuando
se impulsa hacia adelante, y haciendo que los giros hacia la derecha sean más débiles. Para
solucionar tal inconveniente, se hace uso de retardos en el microcontrolador, haciendo que la señal
que le ingresa al motor izquierdo sea una proporción más elevada que la del derecho,
contrarrestando la diferencia de ambos. El control de los motores se hace por medio de un puente
H (L293D).
7) Diseño y desarrollo de PCBs
Luego de hacer pruebas iniciales de los componentes con una programación básica del
microcontrolador, se procede a realizar un diseño para el montaje de los mismos en una herramienta
de diseños de PCBs como lo es CadSoft EAGLE. Para tal fin se diseñó una tarjeta universal para
los nodos y el AGV, lo cual se logró adicionando algunos pines de los requeridos por los nodos.
Debido a que el tamaño de la tarjeta era importante para la disposición de la misma en los nodos,
se hizo lo más pequeña posible implementando un diseño doble capa, que nos permitió una mejor
distribución de los componentes. Esta cuenta con un juego de reguladores de voltaje, los cuales nos
permiten tener mayor libertad con los voltajes de alimentación de la tarjeta, que pueden ser entre
5V y 15V. Los reguladores son los únicos dispositivos fijos a la tarjeta además de capacitores y
resistencias, porque los demás son desmontables.
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8) Interfaz Grafica
La interfaz gráfica se desarrolló en el entorno de desarrollo y visualización de LabView, en el cual
se configuro el modulo VISA para la recepción de información de un puerto serial, acompañado
de diferentes condicionales que permitieran obtener la información de las tramas utilizadas y
definidas en el sistema de trilateración para él envió de la información.
Dicho programa solo se encarga de descifrar cada una de las tramas en él envió de la información
para luego visualizarla, debido a que todo el cálculo de la trilateración es generado por el mismo
sistema. La interfaz hace uso de una gráfica de puntos, en la cual se ilustran dos puntos, uno que
ilustra el punto que representa la posición del AGV, y otro que ilustra la posición a la que se debe
dirigir el AGV, además de información del ángulo de dirección del AGV.
Fig. 26.. Desarrollo de la PCB.
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B. Desarrollo de Pruebas.
Las pruebas se realizan en cada una de las fases del desarrollo del proyecto, sin embargo, se
tienen en cuenta las más relevantes, ya que componen la finalidad misma del proyecto. En
primera instancia se realizan pruebas de la precisión en la medición de distancias del AGV, para
lo cual se dispone de un radio de dos metros y medio, en donde se hace uso de uno de los nodos a
utilizar por el sistema de trilateración como objeto de referencia. Se realizan 50 medidas
diferentes en distintos ángulos, haciendo un comparativo con la medida real y determinando la
precisión de la medida.
Fig. 27.. Interface gráfica de la ubicación del AGV
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Para la segunda y tercera etapa de pruebas, se hace uso de todos los nodos del proyecto incluyendo
el AGV, pero este último no realiza ninguna tarea de movimiento, ya que la finalidad de las mismas
es determinar la precisión del sistema en diferentes posiciones del objeto. El área de pruebas es de
150cm x 150cm, en donde los nodos se disponen de la siguiente manera.
Fig. 28.. Pruebas de presión para calcular la distancia del AGV
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Se determinan 5 puntos que se distribuyen dentro del área determinada para la realización de las
pruebas, estos son: (75,75), (120,30), (120,120), (30,120), y (30,30). Además, también se tiene en
cuenta la dirección del vehículo, por lo cual este se dispone en 4 distintas direcciones en cada uno
de los puntos. Para dichas pruebas se generan 5 medidas por cada dirección en cada posición, lo
cual nos da un total de 100 pruebas por cada etapa de pruebas. Las pruebas se realizan conforme
se ilustra en la siguiente imagen.
Fig. 29.. Pruebas de presión para calcular la distancia del AGV en diferentes puntos del plano.
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La diferencia entre la segunda y tercera etapa de pruebas, radica en la información que tienen en
cuenta para la ejecución de la trilateración, la segunda etapa hace uso de la información
proporcionada solo por los nodos, mientras la tercera etapa de pruebas hace uso de la información
corroborada tanto de los nodos, como el AGV.
La ultima y cuarta etapa de pruebas corresponde al funcionamiento integrado de todo el sistema,
calificando diferentes ítems del funcionamiento. Se definen dos posiciones dentro del área de
pruebas, a las cuales el AGV tiene que dirigirse, variando la posición inicial del vehículo. Los ítems
que se tienen en cuenta son: la correcta visualización de las posiciones en la interfaz gráfica, el
completo cumplimiento de la tarea asignada y la precisión en el cumplimiento de la tarea asignada.