Desarrollo de un gemelo digital para el robot móvil Turtlebot 3 usando ROS 2

Abstract

Los robot móviles están cada vez más presentes en el ámbito industrial. En este contexto de automatización, se desarrolla el presente proyecto que busca simular un sistema de navegación de forma que un robot sea capaz de realizar el mapa y navegar autónomamente por el entorno. Para llevar a cabo este desarrollo se ha empleado un entorno virtualizado, que permite realizar pruebas de algoritmos sin riesgo y de forma mucho más eficiente. Se ha utilizado el framework ROS 2, versión Foxy y el simulador Gazebo. Se ha aplicado una solución de SLAM para generar el mapa sobre el que después se navegará. El robot seleccionado es el modelo Turtlebot3 Burger, que destaca por ser muy similar a los empleados en la industria y fácilmente adaptable a entornos educativos. Se consigue un modelo capaz de lograr su objetivo: generar el mapa y navegar, siempre que se cuente con los recursos necesarios para la ejecución de la simulación, pudiendo incluso esquivar obstáculos imprevistos y adaptar la ruta para poder llegar a su destino. Además, se ha facilitado la ejecución de todo el sistema generando un paquete ROS 2 con el que se levantan todos los nodos involucrados a partir de un solo comando.

Mobile robots are increasingly used in the industrial sector. In this context of automation, this project aims to simulate a navigation system in which a robot is able to map and navigate autonomously through the environment. This project has been developed in a virtualized setup, which allows safer and more efficient algorithm testing. Framework ROS 2 has been used, Foxy version and the selected simulator has been Gazebo. There has been created a SLAM solution, which creates the map to be able to navigate over it. The robot used is Turtlebot3 Burger, which while being very similar to industrial ones, is still adaptable to learning environments. The proposed solution achieves its goal provided the necessary resources for the execution of the simulation, being able to avoid unexpected obstacles by adapting the route to reach its destination. Furthermore, the execution has been facilitated, a ROS 2 package has been generated which makes it possible to raise all involved nodes and topics executing a single command.