Metodología

La metodología de desarrollo de este trabajo será similar a una metodología ágil, en la cual se hacen entregables o “sprints” cada cierto tiempo (que no supera un mes). El desarrollo de este programa está pensado para hacerse en tres entregables que se desarrollaran cada mes, cada uno de ellos corresponde a los tres objetivos que tiene el presente trabajo: localización, alcance y pateo de una pelota. El algoritmo se desarrollará usando el lenguaje de programación JAVA, utilizando dos librerías que servirán como base para la codificación de los objetivos mencionados anteriormente: “OpenCV” versión 2.8.0 y “naoqi” versión 1.14.5. La librería “OpenCV” contiene varios módulos de computer vision, mientras que “naoqi” contiene los módulos necesarios para manejar al robot NAO.
Para el desarrollo de los entregables se usaran los conocimientos planteados en el marco teórico, además de información adicional en internet para solucionar posibles problemas de implementación de las librerías. Al finalizar cada entregable, se realizará una toma de resultados para comprobar que esté funcionando correctamente. Dicha toma de resultados varía según el entregable. En el caso del primer entregable (distinguir una pelota dentro de una imagen), la pelota se ubicará en diferentes posiciones en un ambiente de iluminación media, que es el más común en la vida real, y se medirá el número de ocasiones en las que el algoritmo pueda distinguirla de la imagen captada por el robot. Para la segunda entrega (llegar a la pelota), se medirá la distancia entre el robot y la pelota cuando el programa indique que NAO ha llegado a la pelota, para así saber si está lo suficientemente cerca para patearla. En el caso del tercer entregable (pateo de pelota), se realizará una muestra amplia de movimientos de pateo para saber si NAO puede ejecutar este movimiento en repetidas ocasiones sin perder su estabilidad, y si lo hace, medir el número de veces en que esto sucede.
Cuando este se culmine, se presentará un paper a una revista indexada, en el que se detallarán los resultados de este proyecto.

Resultados esperados

Al final del ejercicio, se espera contar con un algoritmo con una efectividad de al menos un 90% para la tarea de localización de un objeto dentro de un espacio tridimensional, y de al menos un 80% para las tareas de alcance y pateo de una pelota. La efectividad del algoritmo de localización se medirá comparando los datos que el algoritmo de localización de sobre la posición de la pelota, con un margen de error de 0.05. En cuanto a la tarea de alcance de la pelota, se considerará que el algoritmo se ejecutó correctamente sie el robot es capaz de detenerse a una distancia máxima de 0.05m de la pelota antes de que comience a ejecutar el movimiento de pateo, ya que dicha distancia garantiza que el robot pueda hacer un pateo efectivo de la pelota. Finalmente, el robot debe completar todos los movimientos que requiere el pateo de una pelota sin caerse para que se considere que este movimiento fue efectivo.
Se espera obtener los resultados previamente descritos sin importar el cambio de las variables establecidas para este trabajo: iluminación del entorno, fricción del suelo y sobrecalentamiento de los motores del robot.

Cronograma

Fecha	Actividades
Mes 1: Agosto 19 – Septiembre 13 Entregable 1: Distinción de una pelota roja dentro de una imagen y obtención de sus características relevantes.	Aprender sobre la librería OpenCV
	Diseñar e implementar el filtro por color de una imagen.
	Diseñar e implementar el filtro por figura de una imagen, e integrar los dos filtros desarrollados.
	Obtener los datos relevantes de la pelota.
	Realizar mediciones para comprobar la efectividad del entregable
Mes 2: Septiembre 16 – Octubre 25 Entregable 2: Aproximación a la pelota	Aprender sobre la librería naoqi, e implementar algunos ejemplos.
	Capturar imágenes en tiempo real desde la cámara del robot, y aplicarle los dos filtros desarrollados previamente
	Usar los datos obtenidos sobre la pelota para dar órdenes al robot en tiempo real para llegar a esta.
	Dividir el programa en dos hilos, dedicados al análisis de imágenes y a procesar las órdenes de movimiento para NAO.
Mes 3. Octubre 27 – Noviembre 14 Entregable 3: Pateo	Implementar el algoritmo de pateo
	Realizar mediciones para comprobar la efectividad del entregable.

Presupuesto

La realización de este proyecto no representa costo económico alguno, ya que no se contrataran desarrolladores, y la universidad cuenta con los demás recursos necesarios (robots, instalaciones físicas) para realizar el proyecto.

Bibliografía

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