Desarrollo de un robot autónomo de sumo equipado con cámara

Abstract

In recent years, robotics competitions have been held in Michoacan and one of the competitions in which there is a large number of participants is the “Sumo robot fight". The goal of this competition is to take the opposing robot out of the combat area. It has been observed that sumo robots commonly use ultrasonic sensors for the detection of the opposing robot and reflective sensors for the detection of the black and white zone of the combat area. This thesis describes the development of a sumo robot that incorporates a camera as the main sensor and has the ability to process the images by means of a computer the is on board the robot, so that it can detect the combat area and estimate the position of the opposing robot. To perform the image processing task, an application was developed in the C++ language using the OpenCV library. The advantage of using a camera as the main sensor is that the robot knows its position and the location of the opposing robot within the combat area most of the time. On the other hand, common robots usually only know if they are in the white or black zone of the combat area and if the opposing robot is in front of them. The detection of the combat area and the opposing robot is achieved by using a normal distribution model with grayscale images so that the robot has the ability to distinguish the colors of the combat area (black and white) and can also distinguish the opposing robot using pixels that do not correspond to this color model.

En los últimos años, se han llevado a cabo competencias de robótica en Michoacán y una de las competencias en la que se tiene una gran cantidad de participantes es la de “Lucha de robots de sumo". El objetivo de la competencia es sacar al robot oponente fuera del área de combate. Se ha observado que en estas competencias los robots de sumo utilizan comúnmente sensores ultrasónicos para la detección del robot oponente y sensores reflexivos para la detección de la zona blanca y negra del área de combate. En esta tesis se describe el desarrollo de un robot de sumo que incorpora una cámara como sensor principal y tiene la capacidad de procesamiento de las imágenes por medio de una computadora que se encuentra a bordo del robot, de manera que puede detectar el área de combate y estimar la posición del robot oponente. Para realizar la tarea de procesamiento de imágenes, se desarrolló una aplicación en el lenguaje C++ utilizando la biblioteca OpenCV. La ventaja que se tiene al utilizar una cámara como sensor principal es que el robot conoce su posición y la de su oponente dentro del área de combate la gran mayoría del tiempo. Por otro lado, los robots comunes usualmente solo conocen si se encuentran en la zona blanca o en la zona negra del área de combate y si el robot oponente está enfrente de ellos. La detección del área de combate y del robot oponente se logra utilizando un modelo de distribución normal con imágenes en escala de grises para que el robot tenga la capacidad de distinguir los colores del área de combate (blanco y negro) y también pueda distinguir al robot oponente mediante los pixeles que no correspondan a este modelo de colores.