Teleoperación bilateral de robots móviles

Abstract

El tema de la presente tesis doctoral se centra en el área de control automático, más específicamente en los sistemas de teleoperación bilateral de robots móviles. Las principales contribuciones de esta tesis son: 1. Algoritmos de control orientados a la teleoperación bilateral estable de robots móviles no-holonómicos terrestres con retardos de comunicación. 2. Esquemas de control que mejoran la transparencia de los sistemas de teleoperación. 3. Esquemas de teleoperación bilateral de manipuladores móviles no holonómicos terrestres. 4. Interfaces hápticas para teleoperación de manipuladores móviles y análisis de los efectos de su uso. 5. Esquema de teleoperación bilateral de robots aéreos de tipo cuadricóptero. 6. Teoría de teleoperación multipunto en la que la red de teleoperación puede estar constituida por múltiples dispositivos maestros y esclavos, que pueden ser robots móviles, manipuladores, manipuladores móviles o sub-sistemas virtuales automáticos. 7. Análisis de estabilidad de los diferentes sistemas propuestos. 8. Evaluación del rendimiento y la transparencia de los esquemas propuestos a través de experimentación y simulaciones. 9. Herramientas de software de libre acceso enfocadas en el desarrollo rápido y simple de sistemas robóticos para su utilización en el campo académico y educativo.

The subject of the present doctoral thesis focuses on automatic control area, more specifically on bilateral teleoperation systems of mobile robots. The main contributions of this thesis are: 1. Control algorithms oriented to stable bilateral teleoperation of ground, non-holonomic mobile robots with communication time delays. 2. Control schemes that improves the transparency of a teleoperation systems. 3. Schemes for bilateral teleoperation of ground non-holonomic mobile manipulators. 4. Haptic interfaces for teleoperation of mobile manipulators and analysis of the effects of their use. 5. Scheme for bilateral teleoperation of an aerial robot of the quadcopter type. 6. Theory of multipoint teleoperation in which the teleoperation network can be constituted by multiple masters and slaves’ devices, which can be mobile robots, manipulators, mobile manipulators or sub-automatic virtual systems. 7. Stability analysis of the different proposed systems. 8. Evaluation of the performance and transparency of the proposed schemes through experimentation and simulations. 9. Free access software tools focused on the rapid and simple development of robotic systems for use in the academic and educational field.