UNIDAD #3
LOCALIZACIÓN
ESPACIAL DEL ROBOT
SESIÓN # 10
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LOCALIZACIÓN ESPACIAL DEL ROBOT
La localización espacial del robot se refiere a la capacidad del robot para determinar su posición y orientación en un sistema de coordenadas tridimensional. Es un aspecto fundamental para que el robot pueda moverse de manera autónoma y realizar tareas específicas en su entorno. La localización espacial del robot se basa en la recopilación de datos de sensores y su procesamiento para determinar la posición y orientación actual.
SESIÓN # 11
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REPRESENTACIÓN DE LA POSICIÓN.
La posición de un robot en el espacio
tridimensional se puede representar utilizando diferentes sistemas de
coordenadas. Algunos de los sistemas de coordenadas comunes son:
COORDENADAS CARTESIANAS, POLARES, CILÍNDRICAS
Y ESFÉRICAS.
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Coordenadas Cartesianas: Utilizan ejes ortogonales (x,
y, z) para representar la posición del robot en relación con un punto de
referencia. Es el sistema de coordenadas más utilizado en robótica.
- Coordenadas Polares: Utilizan una distancia radial (r) y un ángulo (θ) para representar la
posición del robot en relación con un punto de referencia. Las coordenadas
polares son útiles en aplicaciones donde el movimiento se realiza en
trayectorias circulares.
- Coordenadas Cilíndricas: Combinan las coordenadas polares con una coordenada adicional (z) para
representar la posición del robot en un sistema de coordenadas tridimensional.
Son útiles cuando se necesita tener en cuenta la altura o elevación.
- Coordenadas Esféricas: Utilizan una distancia radial (r), un ángulo de elevación (θ) y un
ángulo de rotación (φ) para representar la posición del robot en un sistema de
coordenadas tridimensional. Las coordenadas esféricas son útiles en
aplicaciones donde se necesita una descripción completa de la posición en
relación con un punto de referencia.
SESIÓN # 12
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REPRESENTACIÓN DE LA
ORIENTACIÓN.
La representación de la orientación de un
robot implica describir la dirección o el ángulo de rotación del robot en
relación con un sistema de referencia. Hay varios métodos comunes utilizados
para representar la orientación de un robot, algunos de los cuales se mencionan
a continuación:
MATRICES DE ROTACIÓN, COMPOSICIÓN DE ROTACIONES
Matrices de rotación: Son herramientas matemáticas utilizadas para describir la orientación y rotación de un objeto en el espacio tridimensional. Estas matrices permiten representar una rotación alrededor de un eje o una combinación de rotaciones alrededor de múltiples ejes. En robótica, las matrices de rotación se utilizan para describir la orientación de un robot en relación con un sistema de coordenadas de referencia.
Una matriz de rotación generalmente se representa como una matriz cuadrada 3x3, ya que estamos trabajando en un espacio tridimensional. Esta matriz describe cómo los ejes de coordenadas de referencia se transforman cuando se realiza una rotación. Las operaciones matemáticas en las matrices de rotación nos permiten calcular la nueva orientación del robot después de una rotación.
Composición de rotación: Se refiere al proceso de combinar múltiples rotaciones para obtener una orientación final. En la robótica, a menudo se necesitan múltiples rotaciones alrededor de diferentes ejes para describir una orientación completa en el espacio tridimensional.
La composición de rotaciones se logra multiplicando las matrices de rotación correspondientes a cada rotación individual. Esta multiplicación de matrices nos da como resultado una matriz de rotación que representa la orientación final del robot después de todas las rotaciones realizadas en secuencia.
Es importante tener en cuenta el orden de las
rotaciones al realizar la composición. El orden en el que se aplican las
rotaciones individuales puede afectar el resultado final. Es común utilizar la
convención de Euler o los ángulos de Euler para especificar el orden de las
rotaciones y garantizar una composición adecuada.
SESIÓN # 13
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REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA POSICIÓN
Y LA ORIENTACIÓN.
La representación gráfica de la posición y la orientación de un robot nos permite visualizar de manera intuitiva su ubicación en el espacio. Existen diversas técnicas para lograr esta representación gráfica, como gráficos por computadora, simulaciones o modelos físicos.
En gráficos por computadora, se utilizan técnicas de renderizado tridimensional para mostrar el robot en un entorno virtual. Estos gráficos pueden incluir objetos tridimensionales, texturas, iluminación y sombreado para proporcionar una representación visual realista del robot y su entorno.
Además de las representaciones gráficas generales, también existen técnicas específicas para visualizar la posición y la orientación. Por ejemplo, los diagramas de ejes o los sistemas de coordenadas pueden utilizarse para mostrar la dirección y los ángulos de rotación de un robot en relación con un punto de referencia.