Tesis doctoral de Alexander Pérez Ruiz
En el presente trabajo se propone un marco para la teleoperación de robots industriales antropomórficos que cuenta con elementos de ayuda al operador en forma de guiado háptico basado en técnicas de planificación de caminos (path planning) para facilitarle su labor. Incorpora un novedoso modelo de correspondencia entre el espacio de trabajo del dispositivo háptico con el que va a ser comandado y el del robot. Esta correspondencia tiene en cuenta la posición y orientación de la cámara activa que proporciona e! Video desde el nodo remoto. Las principales características de este sistema son: 1. El usuario puede cambiar de cámara activa para incrementar la visibilidad o cambiar las escalas que relacionan los espacios de trabajo para ajustar la precisión. 2. El usuario experimenta ligeras fuerzas de guiado que lo atraen hacia el camino y también lo empujan a lo largo del mismo hacia la configuración objetivo, en particular cuando contiene cambios de configuración. 3. Cuando se alcanzan los limites del espacio de trabajo del dispositivo háptico o cuando el usuario lo solicita, se calcula la nueva configuración de este dispositivo, desde donde pueda retomar y efectuar la teleoperación y lo guía hasta ella. Las ayudas háptica son generadas a partir de un camino que soluciona la tarea. Para lo cual se ha desarrollado un planificador que incorpora un novedoso algoritmo que es capaz de encontrar caminos realizables tanto entre obstáculos estáticos como entre móviles o la mezcla de unos y otros. Las principales características del planificador propuesto en el presente trabajo son: 1. Está basado en un prm con evaluación tardía de las colisiones del camino encontrado. 2. Se reduce la cantidad de muestras que componen el grafo donde se busca la solución a partir de uno más grande que asegura el cubrimiento del espacio de configuraciones. 3. Cada camino planificado es evaluado y mejorado progresivamente de forma iterativa, creando un nuevo conjunto de muestras cerca de los obstáculos cuando la validación de alguna arista falla. 4. Es útil para replanificar cuando están presentes obstáculos móviles, o cuando la configuración inicial cambia dando siempre como resultado un camino muy cercano al anterior válido. Con esta ayuda el usuario se libera de prestar atención a las potenciales colisiones de cualquier parte del robot con el entorno y no solamente del efector final del robot (tcp) como se hace en otros enfoques. Esto es aplicado especialmente en entornos multirobot donde los otros robots presentes en la celda remota pueden interferir con los movimientos teleoperados y que en este trabajo son considerados como colecciones de obstáculos móviles. El esquema de control del sistema de teleoperación bilateral, garantiza la estabilidad a pesar de los retardos de las variables. Adicionalmente, se influye sobre su factor de amortiguamiento en el nodo remoto como una forma de hacer frente a potenciales colisiones, ralentizando la teleoperación cuando se advierte una potencial colisión. El sistema ha sido validado con varios usuarios, tanto en simulación como con el robot real, mostrando que con esta asistencia se incrementa la velocidad y la seguridad en la ejecución de la tarea y aligera la carga de la teleoperación, en especial cuando existen obstáculos móviles.
Datos académicos de la tesis doctoral «Asistencia háptica basada en planificación de movimientos para la teleoperación cooperativa de sistemas multirobot«
- Título de la tesis: Asistencia háptica basada en planificación de movimientos para la teleoperación cooperativa de sistemas multirobot
- Autor: Alexander Pérez Ruiz
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 17/10/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Joan Rosell Gratacós
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Luis Basáñez villaluenga
- roque jacinto Saltaren pazmiño (vocal)
- José María Sabater navarro (vocal)
- martín Mellado arteche (vocal)