4.4 Multi-scale fusion for semantic segmentation in CRLM
4.4.1 Framework and proposed method
Aunque! los! datos! obtenidos! ya! se! expusieron! para! mostrar! las! características! de! cada!uno!de!los!modos!de!marcha,!en!este!apartado!se!intenta!hacer!una!evaluación!y! comparar!los!diferentes!resultados!entre!ellos.!En!la!Tabla!4.8!se!observan!los!datos! antes!mostrados!agrupados.!
Tabla!4.8.!Características!conjuntas!de!los!modos!de!marcha.!Fuente:!Elaboración!propia!
Modos de marcha Terreno Velocidad
(m/seg) Carga (kg) Gobernabilidad
RunTripod Liso y regular Parqué 0,14509 2,3±0,7 0-3º Asfalto 0,15 7,1±0,3 0-3º Cristal 0,15625 3,2±0,4 0-3º Suelos naturales Césped 0,11029 1,15±0,25 0-3º Arena 0,13666 0,625±0,075 0-3º Pedregoso 0,0641 0,79±0,04 3-7º Césped artificial y pendiente (10%) 0,83333 0,83±0,04 0-3º RunRipple Liso y regular Parqué 0,10714 2±0,8 0-3º Asfalto 0,08196 6±0,4 0-3º Cristal 0,11029 3,85±0,25 0-3º Suelos naturales Césped 0,07143 0,95±0,15 0-3º Arena 0,1 0,6±0,05 0-3º Pedregoso 0,03759 0,61±0,06 3-7º Césped artificial y pendiente (10%) 0,05 0,755±0,25 0-3º RunSingle Liso y regular Parqué 0,06097 2,55±0,75 0-3º Asfalto 0,05769 7,3±0,5 0-3º Cristal 0,06 4,2±0,3 0-3º Suelos naturales Césped 0,03947 1,2±0,1 0-3º Arena 0,05244 0,6±0,05 0-3º Pedregoso 0,01785 0,84±0,06 3-7º Césped artificial y pendiente (10%) 0,02463 0,9±0,05 0-3º BackLegBroken Liso y regular Parqué 0,04411 1,3±0,5 3-7º Asfalto 0,0265 1,9±0,8 3-7º Cristal 0,04098 1,45±0,45 3-7º Suelos naturales
Césped No avanza No avanza No avanza
Arena 0,03 0,5±0,05 3-7º
Pedregoso No avanza No avanza No avanza
Césped artificial y
pendiente (10%) No avanza No avanza No avanza
MiddleLegBroken
Liso y regular
Parqué 0,05435 1,3±0,5 3-7º
Asfalto 0,02964 4,7±0,8 3-7º
Cristal 0,05 2,3±0,6 3-7º
Arena 0,03788 0,4±0,05 3-7º
Pedregoso No avanza No avanza No avanza
Césped artificial y
pendiente (10%) No avanza No avanza No avanza
FourLegMovement Liso y regular Parqué 0,03605 0,85±0,25 7-10º Asfalto 0,02831 1±0,3 7-10º Cristal 0,03409 2,15±0,35 7-10º Suelos naturales
Césped No avanza No avanza No avanza
Arena 0,03846 0,23±0,02 7-10º
Pedregoso No avanza No avanza No avanza
Césped artificial y
pendiente (10%) No avanza No avanza No avanza
!
4.5.2.3! Evaluación!y!comparación!de!los!modos!de!marcha!
Observando! la! tabla! anterior! se! pueden! analizar,! evaluar! y! comparar! las! características! en! los! distintos! modos! de! marcha.! No! obstante,! se! va! a! hacer! una! distinción! entre! aquellos! modos! de! marcha! que! utilizan! las! seis! patas! del! robot! y! aquellos!modos!de!marcha!que!utilizan!menos.!"! Modos!de!marcha!que!utilizan!seis!patas:!
Dentro!de!este!grupo,!se!incluyen!los!modos!de!marcha:!RunTripod,!RunRipple!y! RunSingle.!!
Las!cuatro!características!que!se!comparan!en!estos!tres!modos!de!marcha!son:! velocidad,! carga,! gobernabilidad! y! estabilidad.! Para! comparar! las! tres! primeras! nos! apoyamos! en! la! Tabla! 4.8! y! para! la! última! se! recurre! a! fuentes! bibliográficas! que! establecen!un!criterio!a!la!hora!de!evaluar!y!comparar:!
!! Velocidad:! Si! el! avance! en! cada! paso! es! constante,! el! modo! de! marcha! RunTripod! será! el! más! rápido,! recorriendo! la! misma! distancia! que! hace! el! modo! de! marcha! RunRipple! en! 2/3! de! tiempo! y! que! RunSingle! en! 1/3! de! tiempo.!En!la!Tabla!4.8!se!observa!como!la!velocidad!es!mayor!para!todos!los! terrenos! en! el! modo! de! marcha! RunTripod,! mientras! que! la! menor! es! para! RunSingle,!cumpliéndose!la!relación!anteriormente!mencionada.!Es!destacable! también!que,!mientras!las!mayores!velocidades!se!encuentran!sobre!el!cristal!y! sobre!el!parqué,!debido!a!que!se!produce!un!deslizamiento,!y!las!velocidades! medias!se!alcanzan!sobre!el!asfalto,!las!menores!se!obtienen!sobre!el!césped! debido! al! hundimiento! en! la! tierra! de! las! patas! del! robot,! dificultando! esto! su! avance.!
Se! puede,! por! tanto,! afirmar! que,! considerando! paso! constante,! cuantas! más! patas!se!muevan!mayor!es!la!velocidad!pues!se!recorre!la!misma!distancia!en! menor!tiempo.!Se!concluye!con!el!siguiente!orden!de!velocidad:!
!
vRunTripod!>!vRunRipple!!>!vRunSingle!
!! Estabilidad:! La! estabilidad! se! define! como! la! propiedad! de! un! cuerpo! para! mantenerse! en! equilibrio! estable! o! de! volver! a! dicho! estado! tras! sufrir! una! perturbación.
!
El!modo!de!marcha!RunSingle!será!el!más!estable!ya!que!deja! cinco! de! sus! seis! patas! apoyadas! en! el! suelo! en! cualquier! momento! de! su! ciclo.! También! es! el! que! más! fácilmente! se! adapta! a! terreno! irregular.! El! RunRipple! es! el! siguiente! más! estable.! Como! mucho,! solo! dos! de! sus! patas! están! elevadas! al! mismo! tiempo.! Solo! una! de! las! patas! es! elevada! en! un! instante!y,!cuando!esto!se!produce,!hay!una!pata!contralateral!que!empieza!a! descender!de!forma!que!no!haya!nunca!dos!patas!en!completa!suspensión!en! el!mismo!instante.!El!RunTripod,!aunque!es!el!más!rápido,!es!también!el!más! inestable!debido!a!que!siempre!tiende!que!el!robot!tenga!tres!de!sus!patas!en! suspensión![49].! !estabilidadRunSingle!>!estabilidadRunRipple!!>!estabilidadRunTripod!
!
!! Carga:!La!carga!depende!directamente!de!la!relación!de!la!fuerza!de!empuje! del! robot! a! lo! largo! de! su! movimiento.! En! la! Tabla! 4.8! se! indican! las! cargas! medidas!a!través!de!un!dinamómetro,!mostrándose!el!valor!medio!de!la!fuerza! y!la!variación!a!lo!largo!del!movimiento.!También!se!observa!que!las!mayores! cargas!se!dan!sobre!asfalto!debido!a!que!este!medio!es!el!que!presenta!mayor! rozamiento.!No!obstante,!es!importante!recordar!que!la!carga!no!ha!presentado! rozamiento!en!la!prueba,!pudiendo!variar!en!gran!medida!el!resultado!obtenido! en! este! terreno.! Por! otro! lado,! la! menor! carga! se! obtiene! en! el! terreno! pedregoso,!debido!a!la!inestabilidad!del!movimiento,!y!en!el!césped,!provocado! porque!las!patas!se!hunden!en!el!terreno!en!vez!de!agarrarse!a!este.!Aunque! la!carga!varíe!con!cada!terreno!y!con!cada!modo!de!marcha,!se!puede!deducir! que! la! carga! que! puede! transportar! el! robot! va! disminuyendo! conforme! disminuye!el!coeficiente!de!rozamiento!y!que:!!
cargaRunSingle!>!cargaRunTripod!!>!cargaRunRipple!
!
!! Gobernabilidad:! La! gobernabilidad! es! el! factor! que! determina! como! es! el! control! sobre! el! robot! ,es! decir,! marca! la! precisión! con! la! que! cada! modo! de! marcha! llega! a! una! posición! determinada! en! cada! uno! de! los! terrenos.! En! la! Tabla! 4.8! se! observa! como! ha! sido! de! preciso! el! robot! cuando! se! le! ha! mandado! recorrer! 15! centímetros! a! 45º! respecto! a! su! orientación.!Para! estos! tres!modos!de!marcha,!la!precisión!ha!sido!casi!completa!en!todos!los!terrenos! excepto! en! el! terreno! pedregoso! que,! debido! a! las! piedras,! el! robot! se! ha! bifurcado!de!su!punto!de!destino.!Se!puede!afirmar,!entonces,!!que!para!este! terreno!la!gobernabilidad!no!es!tan!óptima!como!en!el!resto!de!ellos:!!
gobernableRunSingle!
~!
gobernableRunRipple!!~!
gobernableRunTripod!! ! !
"! Modos!de!marcha!que!utilizan!menos!de!seis!patas:!
Así! como! las! características! anteriores! se! podían! clasificar! fácilmente! para! los! modos!RunTripod,!RunRipple!y!RunSingle,!en!los!modos!de!marcha!BackLegBroken,! MiddleLegBroken!y!FourLegMovement!es!más!difícil!sacar!conclusiones!debido!a!que! están!pensados!para!situaciones!adversas!o!de!transporte:!
!! Velocidad:! Considerando! también! paso! constante,! se! observa! a! partir! de! la! Tabla! 4.8! que! la! mayor! velocidad! se! obtiene! en! el! modo! de! marcha! MiddleLegBroken!y!la!menor!se!da!en!FourLegMovement.!Esto!se!debe!a!que! la!localización!del!peso!hace!variar!el!movimiento!realizado!por!cada!uno!de!los! modos!de!marcha,!provocando!que!algunas!de!las!patas!avancen!menos!o!se! arrastren!a!lo!largo!del!movimiento.!Al!mostrar!las!velocidades!en!los!terrenos,! se!observa!como!la!velocidad,!al!igual!que!en!el!caso!anterior,!es!mayor!sobre! el! cristal! mientras! que! la! menor! se! alcanza! sobre! arena.! No! obstante,! el! problema! fundamental! de! estos! tres! modos! de! marcha! respecto! a! los! anteriores! es! que! hay! tres! terrenos! sobre! los! que! el! robot! no! se! desplaza:! césped,! suelo! pedregoso! y! césped! artificial! con! pendiente.! Esto! se! debe,! fundamentalmente,! a! lo! anterior! explicado.! La! distribución! del! peso! hace! que! las!patas!que!más!peso!soportan!se!claven!sobre!el!terreno!y!no!sea!posible!el! movimiento!del!robot,!realizando!este!!círculos!o!movimientos!rotatorios.!! Concluyendo,! si! únicamente! observamos! aquellos! terrenos! sobre! los! que! el! robot!es!capaz!de!desplazarse,!podríamos!ordenar!las!velocidades!como:! !
vMiddleLegBroken!>!vBackLegBroken!>!vFourLegMovement!
!
!! Estabilidad:!Al!igual!que!en!los!modos!de!marcha!que!utilizan!las!seis!patas,!la! estabilidad!depende!directamente!del!número!de!patas!apoyadas.!No!obstante,! en! estos! modos! de! marcha! entra! como! factor! la! posición! del! centro! de! gravedad.! Conforme! el! centro! de! gravedad! se! aleje! más! del! centro! del! robot,! más! inestable! será.! Es,! por! ello,! por! lo! que! el! modo! de! marcha! FourLegMovement!es!el!que!presenta!una!menor!estabilidad!ya!que!el!centro! de! gravedad! del! robot! se! encuentra! atrasado! al! tener! las! dos! patas! traseras! levantadas! e! inutilizadas! y! que,! en! momentos! del! movimiento,! el! robot! únicamente!se!encuentra!apoyado!sobre!tres!de!sus!patas.!De!entre!los!otros! dos!modos!de!marcha,!el!modo!BackLegBroken!es!más!inestable!que!el!modo! MiddleLegBroken,!al!tener!el!centro!de!gravedad!más!alejado:!!
!
estabilidadMiddleLegBroken!!>!estabilidadBackLegBroken!!>!estabilidadFourLegMovement!
!
!! Carga:! Al! igual! que! que! en! los! modos! de! marcha! que! utilizan! seis! patas,! la! carga!depende!de!la!fuerza!de!empuje!del!robot!a!lo!largo!de!su!movimiento.! Exceptuando! los! terrenos! en! los! que! no! se! desplaza! el! robot,! las! mayores! y! menores! cargas! se! dan! en! terrenos! similares! a! los! modos! de! marcha! que! mueven! sus! seis! patas.! ! Lógicamente,! al! igual! que! en! el! resto! de! características! ya! mencionadas,! la! distribución! del! peso! es! el! factor! que! condiciona!la!carga!que!puede!transportar!cada!modo!de!marcha,!siendo:!
cargaMiddleLegBroken!>!cargaBackLegBroken!!>!cargaFourLegMovement! !! Gobernabilidad:!Así!como!para!los!modos!de!marcha!RunTripod,!RunRipple!y! RunSingle!la!gobernabilidad!sobre!el!robot!era!elevada,!para!estos!tres!modos! de!marcha,!esta!es!bastante!peor.!Si!exceptuamos!los!terrenos!sobre!los!que! el!robot!no!es!capaz!de!desplazarse,!la!precisión!con!la!que!el!robot!llega!a!su! destino!varía!con!cada!prueba,!siendo!mayor!en!los!modos!de!marcha!sin!una! pata! que! sin! dos.! Como! el! error! varía! con! cada! prueba,! se! concluyen! los! resultados!que!se!observan!en!la!Tabla!4.8!y!el!orden!de!gobernabilidad!sería! el!siguiente:!
!
gobernableMiddleLegBroken!!
~
!gobernableBackLegBroken!!>!gobernableFourLegMovement!4.5.2.4! Modos!de!marcha!óptimos!
A! través! de! las! conclusiones! sacadas,! podríamos! realizar! la! siguiente! tabla! en! la! que! se! indica! que! modo! de! marcha! es! el! óptimo! para! cada! uno! de! los! terrenos! evaluados.!!!
Tabla!4.9.!Relación!terrenos!y!modos!de!marcha.!Fuente:!Elaboración!propia!
Terreno RunTripod RunRipple RunSingle
Liso y regular Parqué X Asfalto X Cristal X Suelos naturales Césped X Arena X Pedregoso X Césped artificial y pendiente (10%) X ! No!obstante,!podría!deducirse!que!modo!de!marcha!será!óptimo!para!terrenos! en!los!que!no!se!ha!evaluado!el!robot,!desarrollando!la!siguiente!tabla:! Tabla!4.10.!Relación!terrenos!y!modos!de!marcha.!Fuente:!Elaboración!propia!
Terreno RunTripod RunRipple RunSingle
Arcilloso X Limoso X Arena dura X Arena blanda X Goma X Suelo resbaladizo X Nieve X !