AGRICULTURA DIGITAL 73 robótica dentro del cultivo en todo momento sin utilizar un dispositivo de posicionamiento externo (como un GPS o RTK, en previsión de su falta de disponibilidad). El método desarrollado toma la nube de puntos 3D previamente conformada, capturada con 3 LiDAR, creando un G-PC (Global Point Cloud) así como una segunda nube en tiempo real L-PC (Local Point Cloud) de solo 1 LiDAR, referente a las secciones de G-PC que la plataforma leemientras avanza. Inicialmente dicho L-PC es pequeño, pero se va ampliando a medida que la plataforma va avanzando sobre la línea a fertilizar. En la Figura 8, la correspondencia de los puntos L-PC con los puntos G-PC se indica con líneas rojas para dos ejemplos de L-PC de diferentes tamaños. Esto establece la posición de la nube local dentro del entorno conocido y, por lo tanto, la posición de la plataforma robótica dentro de la hilera de cultivos. Planificación movimiento y simulación Una vez identificadas las plantas y la posición precisa de la plataforma robotizada en la línea, es necesario planificar el movimiento del sistema de actuación (brazo fertilizador) para impedir que su trayectoria cause daño al cultivo, y para calcular el trayecto óptimo para que el fertilizante pulverizado llegue a su objetivo (base alrededor de la planta). Para facilitar el desarrollo y verificación de los algoritmos se desarrolló un entorno de simulación que se integró en el sistema de control bajo el middleware para robótica ROS. Haciendo uso de la herramienta RViz, se integraron en el simulador las medidas de los LiDAR y la posición del prototipo robótico en relación a la línea de cultivo. La figura 9 muestra el sistema de percepción (G-PC y visualización de robot), donde se muestra la nube de puntos y la posición estimada de la plataforma para cada instancia. A medida que la plataforma robótica avanza del punto 1 al 7, el L-PC acumula valores anteriores, lo que mejora continuamente la estimación de la ubicación. Se realizaron pruebas de campo sobre diferentes líneas de cultivo para evaluar la precisión en el posicionamiento del prototipo. Inicialmente y al principio de cada línea, el error medio rondaba los 12 mm; que se reduce a aproximadamente 0,1% al final de una fila. Este error de posicionamiento inicial no afectó a la fertilización, ya que al radio definido en la extracción de parámetros geométricos se le agregó un margen de 5 cm para englobar la planta y definir la zona de paso de la trayectoria del brazo, evitando así la aplicación del fertilizante directamente sobre la planta, que podría quemarla. A medida que avanza la plataforma, se agregan nuevos puntos a la L-PC, lo que permite más puntos clave y una mejor localización, lo que genera errores con un promedio de 5 mm. Figura 9. Simulación del movimiento de la plataforma y el brazo robótico a lo largo de una línea de cultivo, en entorno Rviz. Figura 10. Interfaz de control de la actuación del prototipo robotizado en tiempo real.
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