Contributions to visual servoing for legged and linked multicomponent robots

Resumen

Esta tesis reporta dos aportaciones principales a las áreas de robótica y Visual Servoing: una aproximación de Visual Servoing para robots multí-podos, y contribuciones al modelado, control y Visual Servoing de Sistemas Robóticos Multi-Componentes Ligados (Linked MCRS). Además hemos realizado una revisión exhaustiva sobre Visual Servoing. Hemos desarrollado una construcción formal y rigurosa de la Jacobiana de la imagen para un robot multí-podo genérico, basado en la minimización del error visual y teniendo en cuenta todos los grados de libertad del robot. Nos hemos especializado en el robot Aibo ERS-7 de Sony, construyendo la implementación del control en el robot. Hemos realizado una experimentación empírica sistemática para estimar el rango de aplicación del modelo y su sensibilidad. Los MCRS Ligados consisten de un grupo de robots transportando un objeto pasivo uni-dimensional (cable o manguera). Este es el primer estudio formal, del que tenemos conocimiento, para estos sistemas. Hemos construido un modelo de la dinámica del sistema basado en splines dinámicos que permite la simulación del sistema, incluyendo alogritmos de control heurísticos para los robots. Este modelo permite el estudio del efecto de varios parámetros de la manguera, como el peso, rigidez y posiciones de los robots. Además hemos derivado analíticamente de este mdelo la cinemática inversa para el movimiento de la manguera desde una configuración inicial a una configuración deseada. Finalmente, hemos realizado experimentos físicos de control visual centalizado de sistemas MCRS Ligados con un grupo de robots SR1 que trasladan un cable eléctrico relativamente rígido, que además es el primer intento de realizar este tipo de sistemas.