Control de robots manipuladores usando información visualaplicación a la estimación del movimiento del objeto

Résumé

El control visual es un tema de investigación mutidisciplinar debido a que engloba conocimientos de diversas áreas como: la robótica, el control, la electrónica y la visión por computador. Las técnicas de control visual son útiles en un gran número de aplicaciones y son utilizadas para controlar diferentes sistemas. Sin embargo, existen muchos problemas sin resolver que hacen que el control visual no se extienda a gran escala en la industria. Una de las mayores limitaciones es la baja velocidad a la que estos sistemas pueden trabajar. Esta Tesis Doctoral contribuye a incrementar las prestaciones de los sistemas de control visual acelerando la respuesta de los mismos. Para conseguirlo se presenta el modelado e identificación de un robot diseñado específicamente para este tipo de aplicaciones. El robot desarrollado es un cartesiano de tres grados de libertad y en esta tesis se presenta un modelo de gran detalle que permite simular su comportamiento con gran fidelidad antes de realizar experimentos reales. Una de las grandes novedades aportadas por esta tesis es el diseño de un nuevo filtro de predicción llamado "Fuzzy Mix of Filters" (FMF). Este filtro presenta una mejora con respecto a los filtros clásicos habitualmente utilizados en los esquemas de control visual. En este documento se muestra también un novedoso esquema de control que tiene en cuenta el retardo de adquisición y procesamiento de la cámara. Este esquema supone una mejora considerable con respecto al utilizado hasta el momento. Esta tesis presenta una importante componente experimental. Se presta especial atención a la implementación del filtro FMF diseñado de forma totalmente original. La implementación del esquema de control y la adquisición/procesamiento de la imagen se realiza en un dispositivo electrónico específico (una FPGA) con objeto de acelerar el tiempo de cálculo.