Development of the vision based navigation system for mobile robot

Abstract

Se ha desarrollado un sistema navegación basado en visión para un robot móvil que actuará en tuberías subterráneas. El sistema debe detectar la presencia de obstáculos en la trayectoria planificada tales como objetos o agujeros en el suelo. Si alguno de estos es encontrado e impide la continuación del seguimiento del camino planificado por el robot, el sistema presenta las instrucciones para esquivarlo y continuar con la trayectoria. El sistema de visión está formado por una unidad principal de procesamiento Raspberry Pi 4B junto con un rayo laser rojo y la Raspberry Pi Camera module v2. La programación se ha realizado en Python con la utilización de librerías de OpenCV. Se han estudiado distintos enfoques tales como la transformada de Hough, algoritmo RANSAC y contorno de componentes conexos. Además, se ha diseñado e impreso en 3D el soporte para el sistema de proyección de laser y adquisición de imagen.

A vision-based navigation system has been developed for a mobile robot that will operate in subway pipelines. The system must detect the presence of obstacles in the planned path such as objects or holes in the ground. If any of these are found and impede the continuation of the robot's planned path, the system presents instructions to avoid them and continue the trajectory. The vision system consists of a Raspberry Pi 4B main processing unit together with a red laser beam and the Raspberry Pi Camera module v2. Programming has been done in Python using OpenCV libraries. Different methods such as the Hough transform, RANSAC algorithm and blob analysis have been studied. In addition, the support for the laser projection and image acquisition system has been designed and 3D printed.