Sistema de odometria modular para plataforma diferencial autónoma usando ROS

Abstract

El presente trabajo de titulación tiene como objetivo desarrollar e implementar un sistema de odometría diferencial para un robot móvil de cuatro ruedas con tracción diferencial utilizando ROS 2. La odometría diferencial constituye una técnica ampliamente empleada en robótica móvil para estimar la posición y orientación de un robot a partir de la información proporcionada por los encoders de las ruedas; sin embargo, presenta una acumulación inherente de error que hace necesaria su evaluación tanto en entornos simulados como reales. Para alcanzar este objetivo, se realizó un análisis de los fundamentos teóricos de la odometría diferencial y de su implementación en ROS 2, considerando trabajos previos y plataformas robóticas comparables. Posteriormente, se diseña e implementa una arquitectura modular para la adquisición y procesamiento de datos provenientes de encoders simulados en Gazebo y encoders físicos instalados en la plataforma robótica. Finalmente, el sistema es validado mediante pruebas experimentales realizadas tanto en el entorno de simulación como en el entorno real, considerando movimientos rectilíneos, circulares y trayectorias variables. Los resultados obtenidos demuestran que el algoritmo desarrollado reproduce de manera consistente el comportamiento esperado del modelo matemático en simulación, obteniendo trayectorias acordes con los comandos de movimiento aplicados. En el entorno real se observa un comportamiento similar, aunque con pequeñas desviaciones atribuibles a las limitaciones propias de la plataforma física y de la odometría basada exclusivamente en encoders. El sistema desarrollado se constituye como una plataforma modular para el estudio de la odometría diferencial en robots móviles y una base para futuras investigaciones relacionadas con técnicas de fusión sensorial, localización y navegación autónoma. El presente trabajo contribuye al estudio práctico de la odometría diferencial en entornos educativos y de investigación.