Autonomous navigation of differential robot with depth camera and laser range finder using Deep Reinforcement Learning in non-stationary indoor environments

dc.contributor.advisorBeltrán Castañón, Cesar Armando
dc.contributor.authorArce Cigüeñas, Diego Martín
dc.date.accessioned2025-01-14T16:57:54Z
dc.date.created2024
dc.date.issued2025-01-14
dc.descriptionLos sistemas inteligentes son un área de las ciencias de la computación que busca resolver problemas complejos y multidisciplinares mediante el uso de un enfoque automático mediante la captura de información a partir de la cual puede realizar acciones y evaluar su resultado con el fin de aprender de su experiencia y mejorar su desempeño y eficiencia. Estos sistemas pueden ser aplicados en robótica con fines de navegación autónoma, donde el uso de técnicas convencionales de control automático es muy complejo. Los temas con mayor potencial son el Aprendizaje por Refuerzo y el Aprendizaje Profundo, que a través de su combinación es posible resolver problemas de alta complejidad a partir del entrenamiento de marcos computacionales basados en recompensas por realizar una acción correcta o penalizaciones por acciones incorrectas. El proyecto de tesis está enfocado en dotar de la capacidad de navegación autónoma a un robot diferencial haciendo uso de una cámara de profundidad Lidar y técnicas de Aprendizaje Profundo por Refuerzo (DRL) para su uso en ambientes interiores con elementos no estacionarios. Para su desarrollo se realizará una revisión de los marcos DRL utilizados para navegación autónoma, a partir de los cuales se planteará el desarrollo de marcos basados en técnicas DRL para navegación autónoma de robots en ambientes interiores donde los elementos sean no estacionarios. Posteriormente, se propone la evaluación de los frameworks en plataformas virtuales para determinar su desempeño. Finalmente, se acondicionará una plataforma robótica con tracción diferencial y una cámara de profundidad Lidar para ser utilizada en una etapa de validación mediante experimentos en entornos reales.
dc.description.abstractIntelligent systems are an area of computer science that seeks to solve complex and multidisciplinary problems by using an automatic focus by capturing information from which it can perform actions and evaluate its result in order to learn from its experience and improve its performance and efficiency. These systems can be applied in robotics for autonomous navigation purposes, where the use of conventional automatic control techniques is very complex. The topics with the greatest potential are Reinforcement Learning and Deep Learning, which through their combination is possible to solve highly complex problems from the training of computational frameworks based on rewards for taking a correct action or penalties for incorrect actions. The thesis project is focused on providing the autonomous navigation capacity to a differential robot making use of a Lidar depth camera and Deep Reinforcement Learning (DRL) techniques for use in indoor environments with non-stationary elements. For its development, a review of the DRL frameworks used for autonomous navigation will be carried out, from which the development of frameworks based on DRL techniques for autonomous robot navigation will be considered in indoor environments where elements are non-stationary. Subsequently, the evaluation of the frameworks in virtual platforms is proposed to determine its performance. Finally, a robotic platform with differential traction and a Lidar depth camera will be conditioned to be used in a validation stage through experiments in real environments.
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12404/29645
dc.language.isoeng
dc.publisherPontificia Universidad Católica del Perúes_ES
dc.publisher.countryPE
dc.rightsAttribution 2.5 Peruen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/2.5/pe/
dc.subjectInnovación tecnológica--Perú
dc.subjectInteligencia artificial--Aplicaciones
dc.subjectComputadoras--Aplicaciones
dc.subjectRobótica--Aplicaciones industriales
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00
dc.titleAutonomous navigation of differential robot with depth camera and laser range finder using Deep Reinforcement Learning in non-stationary indoor environments
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis
renati.advisor.dni29561260
renati.advisor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0173-4140
renati.author.dni46726472
renati.discipline732028
renati.jurorCerrada Lozada, Mariela
renati.jurorBeltran Castañon, Cesar Armando
renati.jurorWolf, Denis Fernando
renati.jurorMastrogiovanni, Fulvio
renati.jurorBarber, Ramon
renati.jurorPerez Zuñiga, Carlos Gustavo
renati.levelhttp://purl.org/pe-repo/renati/level#doctor
renati.typehttps://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.disciplineIngenieríaes_ES
thesis.degree.grantorPontificia Universidad Católica del Perú. Escuela de Posgradoes_ES
thesis.degree.levelDoctoradoes_ES
thesis.degree.nameDoctor en Ingenieríaes_ES

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
ARCE_CIGÜEÑAS_DIEGO_MARTIN.pdf
Size:
1.87 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Texto completo
No Thumbnail Available
Name:
ARCE_CIGÜEÑAS_DIEGO_MARTIN_T.pdf
Size:
18.01 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Reporte de originalidad

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: