Computational intelligence approaches to robotics, automation, and control [Volume guest editors]

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Estrategias y tecnologías para la colaboración segura entre personas y robots en entornos industriales

383 p.En este trabajo se presentan diferentes contribuciones encaminadas a facilitar el desarrollo de soluciones robóticas colaborativas fáciles de usar, flexibles y seguras.Fáciles de usar mediante la utilización de tecnologías semánticas que permiten combinar dos mecanismos de interacción, los gestos y la voz, La contribución incluye, además, el desarrollo de la tecnología necesaria para el reconocimiento de gestos.La contribución en el campo de la seguridad se ha centrado en la definición de arquitecturas y estrategias de seguridad, así como en el desarrollo de tecnologías que permiten implementar el modo SSM: el seguimiento de personas y la monitorización de proximidad. Además se ha experimentado con potenciales usuarios de la robótica colaborativa para conocer el grado de aceptación de las diferentes tecnologías desarrolladas, tanto para la seguridad como para la interacción Finalmente se presentan las contribuciones encaminadas a dotar a los robots de capacidades de percepción que les doten de la flexibilidad necesaria para adaptarse a las condiciones cambiantes del entorno

Laser-Based Detection and Tracking of Moving Obstacles to Improve Perception of Unmanned Ground Vehicles

El objetivo de esta tesis es desarrollar un sistema que mejore la etapa de percepción de vehículos terrestres no tripulados (UGVs) heterogéneos, consiguiendo con ello una navegación robusta en términos de seguridad y ahorro energético en diferentes entornos reales, tanto interiores como exteriores. La percepción debe tratar con obstáculos estáticos y dinámicos empleando sensores heterogéneos, tales como, odometría, sensor de distancia láser (LIDAR), unidad de medida inercial (IMU) y sistema de posicionamiento global (GPS), para obtener la información del entorno con la precisión más alta, permitiendo mejorar las etapas de planificación y evitación de obstáculos. Para conseguir este objetivo, se propone una etapa de mapeado de obstáculos dinámicos (DOMap) que contiene la información de los obstáculos estáticos y dinámicos. La propuesta se basa en una extensión del filtro de ocupación bayesiana (BOF) incluyendo velocidades no discretizadas. La detección de velocidades se obtiene con Flujo Óptico sobre una rejilla de medidas LIDAR discretizadas. Además, se gestionan las oclusiones entre obstáculos y se añade una etapa de seguimiento multi-hipótesis, mejorando la robustez de la propuesta (iDOMap). La propuesta ha sido probada en entornos simulados y reales con diferentes plataformas robóticas, incluyendo plataformas comerciales y la plataforma (PROPINA) desarrollada en esta tesis para mejorar la colaboración entre equipos de humanos y robots dentro del proyecto ABSYNTHE. Finalmente, se han propuesto métodos para calibrar la posición del LIDAR y mejorar la odometría con una IMU

Manipulator Trajectory Tracking Based on Kinematics Model Predictive Control

This paper explores the trajectory tracking strategy of a six-axis manipulator based on the kinematics model predictive control. Firstly, the kinematics of the manipulator was analyzed, and modeled mathematically. Next, the pose errors of the end effector were determined against the error parameters involving joints and rods. After that, the pose error model of the end effector was adopted to quantify how much the errors of different parameters affect the location of the manipulator. Finally, the geometric errors of manipulator trajectory were identified by the least squares (LS) method. Experimental results show the effectiveness of our model. The research results provide a reference for the theoretical analysis and application of manipulator trajectory tracking strategy

Mobile Robots

The objective of this book is to cover advances of mobile robotics and related technologies applied for multi robot systems' design and development. Design of control system is a complex issue, requiring the application of information technologies to link the robots into a single network. Human robot interface becomes a demanding task, especially when we try to use sophisticated methods for brain signal processing. Generated electrophysiological signals can be used to command different devices, such as cars, wheelchair or even video games. A number of developments in navigation and path planning, including parallel programming, can be observed. Cooperative path planning, formation control of multi robotic agents, communication and distance measurement between agents are shown. Training of the mobile robot operators is very difficult task also because of several factors related to different task execution. The presented improvement is related to environment model generation based on autonomous mobile robot observations

Human tracking from quantised sensors: An application to safe human–robot collaboration

The proliferation of cage-less robotic applications is justifying this research which proposes a method to process the output of safety sensors with the aim of maximising the productivity of the robot in a collaborative scenario. Particularly, the Speed and Separation Monitoring (SSM) strategy, which prescribes the robot to reduce its speed proportionally to the vicinity of the human, will be investigated. In state-of-the-art industrial implementations, SSM is implemented in a very conservative way, without exploiting the capabilities of modern sensing devices. This work proposes a methodology to improve the performance of SSM algorithms while dealing finite and quantised 2D cost-effective sensing capabilities. The strategy is verified experimentally as applied on a palletising application with a COMAU SMARTSix industrial robot, showing slightly improved performance with respect to standard practice