Implementación de una derivada digital para el control de un robot seguidor de línea

Abstract

Este artículo presenta el desarrollo e implementación de una función derivada discreta aplicada a la señal obtenida de una cámara lineal de 128 píxeles para el control de un robot seguidor de línea. El sistema fue construido sobre una plataforma con microcontrolador Freescale, programado en el entorno CodeWarrior. El objetivo fue mejorar la capacidad del robot para identificar con precisión los bordes de la línea, permitiéndole seguir trayectorias curvas de manera eficiente. Durante la adquisición de datos, se identificó que los primeros 15 y los últimos 8 píxeles de la cámara no presentaban un comportamiento lineal, por lo que se descartaron del procesamiento. La derivada se implementó como una simple diferencia de intensidades consecutivas, asumiendo un tiempo de muestreo constante de 18 ms. Se analizaron diferentes estrategias para mejorar la detección de bordes, incluyendo la selección de pares de muestras óptimas para la derivación. Los resultados obtenidos, tanto en gráficas de comportamiento como en pruebas en pista, demostraron que el uso de la derivada mejoró notablemente la detección de cambios bruscos de intensidad, correlacionados con los bordes de la línea. Esta mejora en el control permitió al robot alcanzar el primer lugar en una competencia nacional durante dos años consecutivos. La propuesta es replicable y adaptable a contextos educativos, donde se busca integrar procesamiento de señales, microcontroladores y robótica móvil.