Vehículos no tripulados

Aplicaciones de la robótica

Vehículos terrestres no tripulados

Unmanned Ground Vehicles

(UGV)

Vehículos no tripulados

Concepto: Cualquier equipo mecánico móvil que pueda transportar un objeto o sistema con cierto grado de autonomía

La forma del UGV depende de:

• Tarea o aplicación para la que se diseña

• Razones específicas por las que se selecciona: peligrosidad del medio

ambiente, requerimientos de fiabilidad, espacio de trabajo, etc.

• Medio en que ejecutará la tarea: interiores, exteriores, acuáticos, etc.

• Modo de locomoción: Ruedas, esteras, patas

• Determinación de la trayectoria del vehículo: Técnica de control

y navegación, etc.

Características de los Sistemas Robóticos Portables

• Determinación de áreas peligrosas para el soldado

• Ejecutar misiones de reconocimiento y supervivencia (túneles, alcantarillas, edificios)

• Evitar obstáculos• Portable

URBOT

Matilda y MMP5

Matilda (II)

Ruedas para hielo Porta luces

Otras plataformas

Dragon Runner, CMU

iRobot

Proyectos militares, CMU

Utiliza IMU

Contra-terrorismo

Inspección de estructuras subterráneas, tuberías, túneles

Inuktun

Pandora (Carneguie Mellon)

Inspección de vehículos

Inspección de tanques de almacenamiento de gas (CM)

Robot de seguridad (Pioneer)

•Observación remota•Detector de movimiento en áreas restringidas•Situaciones peligrosas: humo y calor

Asistencia a personas con discapacidad

Video

Asistencia a personas con discapacidad (II)

Otras aplicaciones (Carnegie Mellon)

Búsqueda de meteoritos en la Antártida

Búsqueda de minas

Detector de intrusos (seguridad)

kit Lego

Adaptación vehículo radiocontrol

Seguimiento visual

Prototipos de bajo coste

Estrutura de un robot móvil

• Conmutadores• Encoders• Sensores ultrasónicos/infrarrojos.• Sensores láser (LIDAR)• Cámaras.• Compás / GPS.

+ Cualquier sensor dedicado

Gyrover

Inspección en zonas nucleares

Snake Robot (CM)

Ver vídeo

Fumigación Grandes Áreas

Navegación autónoma (CM)

Recolección

Equipos asistidos en minas

Navegación autónoma (CM, II)

Otras aplicaciones

Módulo de interconexiónEliminación de pinturas (CMU)

Mano mecánica

BigDog (Boston Dynamics)

Video

Instituto de Robótica (Carnegie Mellon)

AMTS Sistema de carga de camiones

Sistema de transporte automatizado

Grand Challenge

Stanley (Universidad de Stanford) Boss (CM)

TerraMax

Otras aplicaciones

Insecto que se desplazasobre el agua (CM)

Robot cangrejo

Robótica Industrial

Líneas de producción

Robótica Industrial (I)Industria del automóvil

Robótica Industrial (II)

Soldadura

Corte

Acabado

Robot bar

Cirugía

Vehículos aéreos no tripulados

Unmanned Air Vehicle (UAV)

Guiado del UAV

Helicóptero (CM)

Flota de UAV (Robotics Studio)

Redes y comunicaciones

Tratamiento de imágenes

Evitar colisión Sistemas inteligentes

EstabilizaciónSistemas empotrados

Ejemplos UAV

Aeronautics: Israel. DefensaPeso: 50 Kg.Autonomía: 10 h

CAMCOPTER: USAPeso: 55 LbsAutonomía: 6 h

Ejemplos UAV (I)

Oficina investigaciones navales: MarinaPeso: 10 Lbs.Autonomía: 1 hEnlace video: 5Km

YAMAHA RMAXPeso: 30 KgAutonomía: 1:30 hIncorpora YACS(Yamaha Altitude Control System)

Pioneer: Marina

AplicacionesMilitares:• Supervivencia, detección de objetivos, visión en

tiempo real del campo de batalla, combate aéreo, suministros logíticos, sensores para guerra química y bacteriológica, dispersión de humo para camuflaje, etc.

Civiles:• Detección de fuego, pesca comercial, rescate, control

de fronteras, vigilancia (ley, áreas rurales), conmutador emergente de comunicaciones, monitorización de autopistas y carreteras, estado del tiempo.

Comerciales:• Agricultura, pesca, envío de paquetes, petróleo,

monitorización de líneas férreas y eléctricas, seguridad aérea, etc.

Predator

US Air Force, US NavyEnlace con Satélite

Dos cámaras de color. Una infrarrojaRadar de apertura sintética

Comunicaciones

Versiones

Vehículo aéreo no tripulado de mediana altitud Para misiones de supervivencia y reconocimiento

Turbopropulsor: Aumento carga útil

Portamisiles Versión para marina

Global Hawk

Aplicaciones espaciales

Aplicaciones espaciales (I)

Aplicaciones espaciales (II)

Otras aplicaciones

Harvard

Vehículos Marinos No Tripulados

Unmanned Marine Vehicle (UMV)

Reconocimiento y navegación

Funciones de posicionamiento y navegación

-Sensores-Comunicaciones submarinas-Comportamiento autónomo

Reconocimiento y navegación (I)

Otras configuraciones

Adquisición de energía por celdas solares

Snoopy:-Cámara-Luz-Sensor de profundidad

Doble portador

Elementos de un sistema

Neutralización Minas

Sensores magnéticos y acústicos

Vehículo Snorkel

Fuente: RIAI. Vol. 4, Núm. 1, Enero 2007

Ecuaciones dinámicas

)()()( gvvDvvCvM

66xM Matriz de masa e inercia66)( xvC Matriz de fuerzas centrípetas

66)( xvD Matriz de coeficientes de rozamiento hidrodinámico6)( g Vector de términos de rotación y peso3 Vector de ángulos de Euler6 Vector de fuerzas y

paresDOF Avance Lateral Arfada Guiñada Cabeceo Balanceo

Par u [N] w [N] r [Nm]

Vel Vu[m/s] Vv[m/s] Vw[m/s] Vp[rad/s] Vq[rad/s] Vr[rad/s]

Identificación/Recuperación de objetos submarinos

Marine Sonic Technology: ”Centurion” SeaScan

Inspección de tuberías

Inspección y mantenimiento preventivo de instalaciones submarinas

Instalaciones subacuáticas: Cables (comunicaciones e Internet) Tuberías (Gas, combustibles)

Flota de barcos robóticos

Predicciones meteorológicas (CM)

•Temperatura del aire• Velocidad del viento• Humedad relativa• Presión atmosférica• Cámara panorámica• Temperatura del mar• Salinidad• ….

UMV de Yamaha

Medición de la calidad del agua en ríos y lagos (Hokkaido)

Otros UMV

Botes robóticos

Microtransat Iboat

FEUP

MkIIA

Otros UMV (II)

Proyecto, CMU Searobotics

General Dynamics Oregon Iron

Otros UMV (III)

Oregon Iron

Integración entre sistemas