Diseño y construcción de un sistema móvil autónomo para el control de malezas.

Abstract

El presente proyecto de investigación muestra el diseño y construcción de un sistema móvil autónomo para el control de malezas el cual se lo propone como una alternativa a las técnicas usadas tradicionalmente en la agricultura que afectan tanto al cultivo como al agricultor, para ello se implementó una estructura con un sistema de tracción tipo oruga el cual le permite una mayor superficie de contacto logrando así un desplazamiento adecuado en suelo irregular, la eliminación de la maleza se la realizó mediante el empleo de una herramienta de un grado de libertad cuya función es cortar la maleza que crece alrededor de los cultivos, esto se logra con un algoritmo desarrollado en el lenguaje de programación Python que permite el reconocimiento de las plantas de cultivo mediante la adquisición de imágenes e implementación de visión artificial, para la detección de objetos se usa dos estrategias diferentes, la primera segmenta objetos por medio de la identificación de su color y la segunda es una red neuronal llamada Haar-Cascade que fue entrenada para el reconocimiento de las plantas de interés en este caso lechugas, la primera estrategia obtuvo un porcentaje de exactitud y precisión del 93% y 96% respectivamente y la segunda del 84% y 92.2%, cuando el algoritmo detecta el objeto también determina el centroide del mismo considerando a este punto como una posición final o deseada a la cual el robot tiene que desplazarse, esto se lo consigue por intermedio de la estrategia de control que utiliza el modelo cinemático del robot móvil diferencial, matriz Jacobiana, y teoría de Lyapunov, esta estrategia se encarga de determinar el conjunto de velocidades que son necesarias para trasladarse hacia el punto deseado controlando las velocidades de los motores del robot por medio del protocolo de comunicación Bluetooth con el microcontrolador ESP32 embebido.