Framework for Autonomous Underwater Grasping of Unknown Objects

Abstract

This thesis studies the problem of autonomously grasping an unknown object in an underwater scenario using an I-AUV. Firstly, a new approach to autonomously obtain an accurate and complete 3D reconstruction of an object of interest is presented. Next, it is detailed an algorithm to control redundant kinematics having into account hard constraints. Then, an algorithm to calculate the pose of the gripper that fulfill, in a grater way, a hierarchy of tasks and that strictly accomplishes a set of constraints. The following proposed methodology guides the gripper to the planned pose avoiding collisions. Finally, two methodologies for avoiding problems during the intervention and fix them are explained. The first controls the position and orientation of the arm end-effector. The second detects contacts between the gripper and the environment, and correct the end-effector trajectory to avoid them.

Esta tesis estudia el problema de agarrar un objeto desconocido en un entorno subacuático de forma autónoma utilizando un I-AUV. Primeramente, presenta una aproximación para obtener una reconstrucción 3D precisa y completa de forma autónoma de un objeto de interés. Seguidamente, detalla un algoritmo para controlar cinemáticas redundantes teniendo en cuenta restricciones. A continuación, explica un algoritmo que calcula la posición y orientación de la garra que cumpla, en mayor medida, un conjunto de tareas ordenadas por prioridad y que estrictamente cumpla una serie de restricciones. La siguiente metodología propuesta, guía la garra hasta la posición planificada evitando colisiones. Finalmente, explica dos metodologías para detectar problemas durante la intervención y corregirlos. La primera controla la posición y orientación alcanzados por el efector final del brazo. La segunda, detecta contactos entre la garra y el entorno, y corrige la trayectoria del efector final para evitarlos.