{"id":9964,"date":"2026-04-29T12:55:09","date_gmt":"2026-04-29T10:55:09","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/?p=9964"},"modified":"2026-04-29T12:55:11","modified_gmt":"2026-04-29T10:55:11","slug":"grupo-1-robot-rastreador-de-lineas-con-evasion-de-obstaculos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.etsii.urjc.es\/dseytr\/grupo-1-robot-rastreador-de-lineas-con-evasion-de-obstaculos\/","title":{"rendered":"Grupo 1 – Robot Rastreador de L\u00edneas con Evasi\u00f3n de Obst\u00e1culos"},"content":{"rendered":"
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1. Introducci\u00f3n<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

1.1. Contexto y Motivaci\u00f3n<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

En la \u00faltima d\u00e9cada, la rob\u00f3tica m\u00f3vil y los sistemas aut\u00f3nomos han comenzado a  integrarse en la industria y los servicios. El desarrollo de veh\u00edculos capaces de navegar sin intervenci\u00f3n humana directa es uno de los pilares de la Industria 4.0, facilitando tareas de log\u00edstica, monitorizaci\u00f3n y transporte seguro. La motivaci\u00f3n de este proyecto radica en la exploraci\u00f3n de est\u00e1 nueva etapa buscando una idea que se aproxime a una soluci\u00f3n real, pero dentro de nuestras limitaciones de conocimientos.<\/p>\n\n\n\n

1.2. Definici\u00f3n del Problema<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La navegaci\u00f3n aut\u00f3noma eficaz requiere que una m\u00e1quina sea capaz de percibir su entorno de manera dual: reconociendo una ruta predeterminada (seguimiento de trayectoria) y reaccionando ante imprevistos (evitando de colisiones). El desaf\u00edo t\u00e9cnico est\u00e1 en la gesti\u00f3n de estas dos tareas, donde el sistema debe decidir instant\u00e1neamente qu\u00e9 prioridad atender para garantizar tanto el cumplimiento de la misi\u00f3n como la integridad f\u00edsica del equipo.<\/p>\n\n\n\n

1.3. Objetivo del Proyecto<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Dise\u00f1ar y construir un prototipo de veh\u00edculo aut\u00f3nomo capaz de realizar un seguimiento de l\u00ednea continua y evadir obst\u00e1culos de forma independiente.<\/p>\n\n\n\n

2.Trabajos Previos<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

La rob\u00f3tica m\u00f3vil ha evolucionado desde sistemas r\u00edgidos hacia soluciones aut\u00f3nomas. Ha habido una evoluci\u00f3n del guiado donde los primeros veh\u00edculos aut\u00f3nomos depend\u00edan de cables enterrados o imanes costosos. Actualmente, se prefiere el seguimiento de l\u00edneas mediante sensores \u00f3pticos infrarrojos por ser una soluci\u00f3n econ\u00f3mica, eficiente y f\u00e1cil de implementar. Adem\u00e1s tambi\u00e9n, se ha pasado de usar parachoques f\u00edsicos (que requer\u00edan chocar para detectar) a sensores de ultrasonido. En este proyecto, el sensor ultras\u00f3nico se combina con un servomotor para realizar un escaneo, permitiendo evaluar diferentes rutas de escape antes de reanudar la marcha. Anteriormente, para saber qu\u00e9 pensaba el robot, era necesario conectarlo a un ordenador. Hoy, incluyendo sistemas como pantallas OLed o Zumbadores podemos informarnos de qu\u00e9 est\u00e1 haciendo el robot<\/p>\n\n\n\n

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3. Dise\u00f1o y Arquitectura de Hardwar<\/strong>e<\/h2>\n\n\n\n

Unidad de Control (Arduino UNO R3):<\/strong> Act\u00faa como el cerebro del proyecto. Esta placa procesa las se\u00f1ales de los sensores perif\u00e9ricos y ejecuta los algoritmos de control necesarios para la navegaci\u00f3n del veh\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n

Sistema de Propulsi\u00f3n (Motores DC y Neum\u00e1ticos):<\/strong> El movimiento mec\u00e1nico es generado por motores de corriente continua (DC), los cuales proporcionan el par motor suficiente para el desplazamiento. Estos est\u00e1n acoplados a neum\u00e1ticos.<\/p>\n\n\n

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Controlador de Potencia (Puente H L293D):<\/strong> Este controlador de motores permite gestionar el sentido de giro y la velocidad de los motores DC.<\/p>\n\n\n

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Subsistema de Sensores Infrarrojos (IR):<\/strong> Configurados para la detecci\u00f3n de contraste en el suelo, estos sensores permiten al robot identificar y seguir una trayectoria predefinida (l\u00ednea), enviando se\u00f1ales digitales al controlador al detectar cambios.<\/p>\n\n\n

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Sensor Ultras\u00f3nico:<\/strong> Mide la distancia hacia objetos frontales mediante la emisi\u00f3n y recepci\u00f3n de ondas sonoras.<\/p>\n\n\n

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Micro Servo SG90:<\/strong> Proporciona un mecanismo de rotaci\u00f3n al sensor ultras\u00f3nico, permitiendo un escaneo multidireccional (barrido) para identificar la ruta de escape m\u00e1s \u00f3ptima ante un bloqueo.<\/p>\n\n\n

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Sistema de Alimentaci\u00f3n:<\/strong> La autonom\u00eda energ\u00e9tica est\u00e1 garantizada por pilas de Litio tipo 18650 (2 pilas de 3.7V cada una). Estas alojadas en su correspondiente portapilas.<\/p>\n\n\n

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Pantalla OLED:<\/strong> Integrada por un m\u00f3dulo de visualizaci\u00f3n OLED SSD1306 de 128×64 p\u00edxeles. Su funci\u00f3n principal es proporcionar retroalimentaci\u00f3n visual en tiempo real sobre el estado del sistema, mostrando al usuario mensajes sobre el modo de operaci\u00f3n y alertas ante la detecci\u00f3n de obst\u00e1culos o ejecuci\u00f3n de maniobras.<\/p>\n\n\n

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Zumbador:<\/strong> Se encarga de emitir se\u00f1ales sonoras para alertar sobre eventos cr\u00edticos del entorno o confirmar estados del robot. Entre sus funciones se incluye la confirmaci\u00f3n de inicializaci\u00f3n, la advertencia sonora ante bloqueos en la ruta y tonos de \u00e9xito al finalizar la evasi\u00f3n<\/p>\n\n\n\n

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4. Desarrollo y L\u00f3gica de Software<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

El c\u00f3digo completo puede verse aqu\u00ed<\/a>. La arquitectura del sistema se divide en cuatro m\u00f3dulos:<\/p>\n\n\n\n

4.1. Subsistema de Supervisi\u00f3n y Bucle Principal<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

El programa implementa una m\u00e1quina de estados con prioridades. La prioridad m\u00e1xima est\u00e1 asignada al sistema de seguridad y evasi\u00f3n de colisiones. En cada iteraci\u00f3n del ciclo principal, el microcontrolador eval\u00faa en primer lugar los valores proporcionados por el sensor ultras\u00f3nico. Solo si el camino por el que circula est\u00e1 libre de obst\u00e1culos a una distancia de seguridad predefinida (15 cm), se cede el control al algoritmo de seguimiento de l\u00ednea.<\/p>\n\n\n\n

4.2. Subsistema de Detecci\u00f3n y Evasi\u00f3n de Obst\u00e1culos<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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  • Filtro Anti-Ruido:<\/strong> Al detectar un obst\u00e1culo, el sistema realiza tres mediciones r\u00e1pidas consecutivas. Solo si al menos dos de estas lecturas confirman la presencia del objeto, se valida la alerta y se desencadena la maniobra de evasi\u00f3n.<\/li>\n\n\n\n
  • Escaneo:<\/strong> Una vez detenido el veh\u00edculo, se activa el servo que posiciona el sensor ultras\u00f3nico en \u00e1ngulos de 155\u00b0 (flanco izquierdo) y 35\u00b0 (flanco derecho). Esto permite al robot mapear su entorno inmediato.<\/li>\n\n\n\n
  • Decisi\u00f3n y Reincorporaci\u00f3n:<\/strong> El microcontrolador compara las distancias libres en ambos flancos y selecciona aquel con mayor distancia libre. Posteriormente, ejecuta una secuencia pre-programada (giro, avance paralelo, giro de reincorporaci\u00f3n) seguida de una b\u00fasqueda hasta que los sensores infrarrojos vuelven a detectar la l\u00ednea.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    4.3. Algoritmo de Navegaci\u00f3n y Seguimiento de Trayectoria<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    El rastreo de la l\u00ednea se fundamenta en un control l\u00f3gico interpretando las se\u00f1ales digitales (0 y 1) de los dos sensores infrarrojos frontales. Si un sensor abandona la l\u00ednea negra, el sistema compensa el error reduciendo o invirtiendo la velocidad del lado opuesto, consiguiendo as\u00ed la correcci\u00f3n que devuelve el coche al centro de la trayectoria. Para la gesti\u00f3n del estado 0-0 (ambos sensores fuera de la l\u00ednea), t\u00edpico al salir de una curva de 90 grados o en un resbal\u00f3n. El programa almacena constantemente en una variable (ultimaDireccion) la \u00faltima correcci\u00f3n realizada (izquierda o derecha). Si el robot pierde la l\u00ednea completamente, consulta esta variable para deducir la direcci\u00f3n previa, forzando un giro sobre su propio eje en el sentido correcto hasta recuperar la lectura del trazado.<\/p>\n\n\n\n

    4.4. Interfaz con el usuario<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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    • Gesti\u00f3n de Pantalla Inteligente (OLED):<\/strong> Para evitar consumo de ciclos de reloj innecesarios, hemos implementado la variable mostrandoRastreo que asegura que la pantalla solo se redibuje y consuma recursos cuando ocurre un cambio real en el estado de la m\u00e1quina (por ejemplo, pasar del modo \u00abRASTREANDO\u00bb al modo \u00abALERTA\u00bb o \u00abESCANEO\u00bb).<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
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      • Zumbador: <\/strong>El cual nos proporciona tonos de inicio, por p\u00e9rdida de l\u00ednea, sirenas de alerta ante colisiones inminentes y tonos de \u00e9xito tras una maniobra de evasi\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

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        5. Casos de Uso y Escenarios de Prueba<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

        Hemos definido una serie de Casos de Uso para validar que el robot act\u00faa de la manera deseada. Estos escenarios permiten evaluar el comportamiento del sistema de forma aislada.<\/p>\n\n\n\n

        Caso de Uso 1: Navegaci\u00f3n en curvas de radio suave y constante<\/strong><\/h4>\n\n\n\n