Cámara Virtual de Referencia: Una Aproximación para el Guiado Combinado de Robots Manipuladores mediante una Única Cámara

Abstract

[EN] This paper presents the modeling, design and visual control of a 3 degrees of freedom joint structure with an eye-in-hand camera. For the structure guidance, the paper presents a new direct visual servoing strategy that allows the tracking of time-independent paths defined in the image space. This joint structure is attached at the end of a robotic manipulator Mitsubishi PA-10. This last robot will be applied to manipulation tasks in which a fixed camera cannot be used. To avoid this problem, the joint structure positions the camera following the path previously established that provides a proper visualization of the task. The defined control strategy is able, not only to make the guidance of the joint structure, but also to guide the robot manipulator using the extracted visual features. To do this, we have defined the concept of virtual reference camera, which simulates a real camera at the end of the manipulator. This virtual camera allows the manipulator guidance by using a classical image based visual servoing system.

[ES] En este artículo se presenta el modelado, diseño y control visual de una estructura articular de 3 grados de libertad que dispone de una cámara en su extremo. Para su guiado se presenta una nueva estrategia de control visual directo que permite realizar el seguimiento de caminos o trayectorias no dependientes del tiempo definidas en el espacio de la imagen. Esta estructura articular a su vez se encuentra fijada al extremo de un robot manipulador Mitsubishi PA-10. Este último robot se desea aplicar a tareas de manipulación en las que no se puede emplear una cámara fija, ya que las necesidades de visualización dependen de la tarea. Para evitar este problema, la estructura articular posiciona la cámara, siguiendo la trayectoria previamente establecida que proporciona una visualización correcta de la tarea. La estrategia de control definida es capaz, no sólo de realizar el guiado de la estructura articular, sino también de guiar al robot manipulador haciendo uso de las características visuales extraídas. Para conseguir esto último se ha definido el concepto de cámara virtual de referencia, que simulando una cámara real ubicada en el extremo del manipulador, permite realizar su guiado mediante un sistema de control visual clásico basado en imagen.