Coupled path and motion planning for a rover-manipulator system

This paper introduces a motion planning strategy aimed at the coordination of a rover and manipulator. The main purpose is to fetch samples of scientific interest that could be placed on difficult locations, requiring to maximize the workspace of the combined system. In order to validate this strategy, a simulation environment has been built, based on the VORTEX Studio platform. A virtual model of the ExoTer rover prototype, owned by the European Space Agency, has been used together with the same robot control software. Finally, we show in this paper the benefits of validating the proposed strategy on simulation, prior to its future use on the real experimental rover.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tec

Percepción basada en visión estereoscópica, planificación de trayectorias y estrategias de navegación para exploración robótica autónoma

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Informática, Departamento de Ingeniería del Software e Inteligencia artificial, leída el 13-05-2015En esta tesis se trata el desarrollo de una estrategia de navegación autónoma basada en visión artificial para exploración robótica autónoma de superficies planetarias. Se han desarrollado una serie de subsistemas, módulos y software específicos para la investigación desarrollada en este trabajo, ya que la mayoría de las herramientas existentes para este dominio son propiedad de agencias espaciales nacionales, no accesibles a la comunidad científica. Se ha diseñado una arquitectura software modular multi-capa con varios niveles jerárquicos para albergar el conjunto de algoritmos que implementan la estrategia de navegación autónoma y garantizar la portabilidad del software, su reutilización e independencia del hardware. Se incluye también el diseño de un entorno de trabajo destinado a dar soporte al desarrollo de las estrategias de navegación. Éste se basa parcialmente en herramientas de código abierto al alcance de cualquier investigador o institución, con las necesarias adaptaciones y extensiones, e incluye capacidades de simulación 3D, modelos de vehículos robóticos, sensores, y entornos operacionales, emulando superficies planetarias como Marte, para el análisis y validación a nivel funcional de las estrategias de navegación desarrolladas. Este entorno también ofrece capacidades de depuración y monitorización.La presente tesis se compone de dos partes principales. En la primera se aborda el diseño y desarrollo de las capacidades de autonomía de alto nivel de un rover, centrándose en la navegación autónoma, con el soporte de las capacidades de simulación y monitorización del entorno de trabajo previo. Se han llevado a cabo un conjunto de experimentos de campo, con un robot y hardware real, detallándose resultados, tiempo de procesamiento de algoritmos, así como el comportamiento y rendimiento del sistema en general. Como resultado, se ha identificado al sistema de percepción como un componente crucial dentro de la estrategia de navegación y, por tanto, el foco principal de potenciales optimizaciones y mejoras del sistema. Como consecuencia, en la segunda parte de este trabajo, se afronta el problema de la correspondencia en imágenes estéreo y reconstrucción 3D de entornos naturales no estructurados. Se han analizado una serie de algoritmos de correspondencia, procesos de imagen y filtros. Generalmente se asume que las intensidades de puntos correspondientes en imágenes del mismo par estéreo es la misma. Sin embargo, se ha comprobado que esta suposición es a menudo falsa, a pesar de que ambas se adquieren con un sistema de visión compuesto de dos cámaras idénticas. En consecuencia, se propone un sistema experto para la corrección automática de intensidades en pares de imágenes estéreo y reconstrucción 3D del entorno basado en procesos de imagen no aplicados hasta ahora en el campo de la visión estéreo. Éstos son el filtrado homomórfico y la correspondencia de histogramas, que han sido diseñados para corregir intensidades coordinadamente, ajustando una imagen en función de la otra. Los resultados se han podido optimizar adicionalmente gracias al diseño de un proceso de agrupación basado en el principio de continuidad espacial para eliminar falsos positivos y correspondencias erróneas. Se han estudiado los efectos de la aplicación de dichos filtros, en etapas previas y posteriores al proceso de correspondencia, con eficiencia verificada favorablemente. Su aplicación ha permitido la obtención de un mayor número de correspondencias válidas en comparación con los resultados obtenidos sin la aplicación de los mismos, consiguiendo mejoras significativas en los mapas de disparidad y, por lo tanto, en los procesos globales de percepción y reconstrucción 3D.Depto. de Ingeniería de Software e Inteligencia Artificial (ISIA)Fac. de InformáticaTRUEunpu

SSTAC/ARTS review of the draft Integrated Technology Plan (ITP). Volume 8: Aerothermodynamics Automation and Robotics (A/R) systems sensors, high-temperature superconductivity

Viewgraphs of briefings presented at the SSTAC/ARTS review of the draft Integrated Technology Plan (ITP) on aerothermodynamics, automation and robotics systems, sensors, and high-temperature superconductivity are included. Topics covered include: aerothermodynamics; aerobraking; aeroassist flight experiment; entry technology for probes and penetrators; automation and robotics; artificial intelligence; NASA telerobotics program; planetary rover program; science sensor technology; direct detector; submillimeter sensors; laser sensors; passive microwave sensing; active microwave sensing; sensor electronics; sensor optics; coolers and cryogenics; and high temperature superconductivity

ESMD Space Grant Faculty Project

No abstract availabl

XTerramechanics: Integrated Simulation of Planetary Surface Missions

Are there contemporary habitats elsewhere in the solar system with necessary conditions, organic matter, water, energy, and nutrients to support or sustain life. Are there habitats that have experienced conditions similar to those on Earth when life emerged ,an abode of possible lifelong past. Mars and Europa(Jupiter’s icy moon)have been identified as the most relevant and immediate in the quest to answer these questions. Beyond Mars and Europa, every celestial body of interest appears to have its own geological history and every new discovery accentuates the overall complexity of our solar system. The exploration of Mars and Europa, and others, both remotely and in situ, is a central priority as part of NASA’s current and future goals for understanding the building of new worlds, the requirements for planetary habitats, and the workings of the solar system

Autonomous Systems, Robotics, and Computing Systems Capability Roadmap: NRC Dialogue

Contents include the following: Introduction. Process, Mission Drivers, Deliverables, and Interfaces. Autonomy. Crew-Centered and Remote Operations. Integrated Systems Health Management. Autonomous Vehicle Control. Autonomous Process Control. Robotics. Robotics for Solar System Exploration. Robotics for Lunar and Planetary Habitation. Robotics for In-Space Operations. Computing Systems. Conclusion

NASA Capability Roadmaps Executive Summary

This document is the result of eight months of hard work and dedication from NASA, industry, other government agencies, and academic experts from across the nation. It provides a summary of the capabilities necessary to execute the Vision for Space Exploration and the key architecture decisions that drive the direction for those capabilities. This report is being provided to the Exploration Systems Architecture Study (ESAS) team for consideration in development of an architecture approach and investment strategy to support NASA future mission, programs and budget requests. In addition, it will be an excellent reference for NASA's strategic planning. A more detailed set of roadmaps at the technology and sub-capability levels are available on CD. These detailed products include key driving assumptions, capability maturation assessments, and technology and capability development roadmaps

DRIFT: Deep Reinforcement Learning for Intelligent Floating Platforms Trajectories

This investigation introduces a novel deep reinforcement learning-based suite to control floating platforms in both simulated and real-world environments. Floating platforms serve as versatile test-beds to emulate microgravity environments on Earth. Our approach addresses the system and environmental uncertainties in controlling such platforms by training policies capable of precise maneuvers amid dynamic and unpredictable conditions. Leveraging state-of-the-art deep reinforcement learning techniques, our suite achieves robustness, adaptability, and good transferability from simulation to reality. Our Deep Reinforcement Learning (DRL) framework provides advantages such as fast training times, large-scale testing capabilities, rich visualization options, and ROS bindings for integration with real-world robotic systems. Beyond policy development, our suite provides a comprehensive platform for researchers, offering open-access at https://github.com/elharirymatteo/RANS/tree/ICRA24