Improving the State of the Art of Visual Control

[ES] En este trabajo se realiza una revisión crítica de los esquemas de control visual desarrollados hasta la fecha y se propone uno nuevo que los mejora en varios aspectos. En primer lugar se introducen los esquemas básicos que permiten clasificar los tipos de control visual y se delimita la problemática a resolver: el control visual indirecto basado en posición. Posteriormente se abordan de forma crítica y unificada los distintos esquemas desarrollados previamente así como el propuesto en este trabajo. En particular, el esquema propuesto evita los inconvenientes de los anteriores y los mejora bajo distintos puntos de vista: funciones de transferencia bajo un marco ideal; condiciones para error en régimen permanente nulo; márgenes de estabilidad; etc. Todos los esquemas son analizados comparativamente en simulación para evidenciar la mejora obtenida con el planteamiento propuesto. Finalmente, se muestran resultados experimentales obtenidos para un robot cartesiano de tres ejes que permiten para validar el esquema de control desarrollado.[EN] This work presents a critical review of the existing control schemes for visual control and proposes a new one that improves them. Firstly, some basic schemes are introduced in order to illustrate the types of visual control and to state the framework of the research: position-based indirect visual control. Next, the previous schemes and the new one are described and treated in a unified way. In particular, the proposed scheme improves the previous approaches in several ways: ideal transfer functions, conditions for null steady-state error, stability margins, etc. All the schemes are comparatively analyzed in simulation to show the advantage obtained with the proposed scheme. Finally, some experimental results are obtained for a 3 degree-of-freedom Cartesian robot to validate the proposed approach.Este trabajo ha sido financiado parcialmente por la Generalitat Valenciana (proyecto de investigación GVPRE/2008/168) y por Bancaja.Gracia Calandin, LI.; Pérez Vidal, C. (2010). Revisión de Esquemas de Control Visual y Propuesta de Mejora. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. 7(2):57-67. https://doi.org/10.1016/S1697-7912(10)70026-1576772Chroust, S., & Vincze, M. (2003). Improvement of the Prediction Quality for Visual Servoing with a Switching Kalman Filter. The International Journal of Robotics Research, 22(10-11), 905-922. doi:10.1177/027836490302210008Corke, P. I., & Good, M. C. (1996). Dynamic effects in visual closed-loop systems. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 12(5), 671-683. doi:10.1109/70.538973Espiau, B., Chaumette, F., & Rives, P. (1992). A new approach to visual servoing in robotics. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 8(3), 313-326. doi:10.1109/70.143350Garcia-Aracil, N., Malis, E., Aracil-Santonja, R., & Perez-Vidal, C. (2005). Continuous visual servoing despite the changes of visibility in image features. IEEE Transactions on Robotics, 21(6), 1214-1220. doi:10.1109/tro.2005.855995Hashimoto, K., Ebine, T., & Kimura, H. (1996). Visual servoing with hand-eye manipulator-optimal control approach. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 12(5), 766-774. doi:10.1109/70.538981Hutchinson, S., Hager, G. D., & Corke, P. I. (1996). A tutorial on visual servo control. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 12(5), 651-670. doi:10.1109/70.538972Malis, E., Chaumette, F., & Boudet, S. (1999). 2 1/2 D visual servoing. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 15(2), 238-250. doi:10.1109/70.760345Monroy, C., Kelly, R., Arteaga, M., & Bugarin, E. (2007). Remote Visual Servoing of a Robot Manipulator via Internet2. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 49(2), 171-187. doi:10.1007/s10846-007-9134-0Perez-Vidal, C., & Gracia, L. (2009). High speed filtering using reconfigurable hardware. Journal of Parallel and Distributed Computing, 69(11), 896-904. doi:10.1016/j.jpdc.2009.06.004Perez-Vidal, C., Gracia, L., Garcia, N., & Cervera, E. (2009). Visual Control of Robots with Delayed Images. Advanced Robotics, 23(6), 725-745. doi:10.1163/156855309x431695Perez-Vidal, C., L. Gracia and O. Reinoso (2010). Fusión borrosa de estimadores para aplicaciones de control basado en imagen. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 7(2), In Press.Shirai, Y., & Inoue, H. (1973). Guiding a robot by visual feedback in assembling tasks. Pattern Recognition, 5(2), 99-108. doi:10.1016/0031-3203(73)90015-0Weiss, L., Sanderson, A., & Neuman, C. (1987). Dynamic sensor-based control of robots with visual feedback. IEEE Journal on Robotics and Automation, 3(5), 404-417. doi:10.1109/jra.1987.1087115Wilson, W. J., Williams Hulls, C. C., & Bell, G. S. (1996). Relative end-effector control using Cartesian position based visual servoing. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 12(5), 684-696. doi:10.1109/70.53897