Sistema de realidad aumentada para soporte en tareas de reparación en órbita con oclusión visual

Abstract

Se presenta el desarrollo de un sistema de realidad aumentada para soporte en tareas de reparación enórbita con oclusión visual. Para la validación, se diseñaron dos experimentos de reparación de una celda solar en un satélite de comunicación cooperativo con la región de interés parcial y completamente ocluida, utilizando un sistema de teleoperación con presencia directa y un sistema human-in-the-loop. El ambiente remoto en los experimentos se diseñó con Gazebo 9, la comunicación y el sistema de control se realizó con ROS Melodic en Ubuntu 18.04.5 y el ambiente local de realidad aumentada se diseñó con una versión modificada de Unreal Engine 4.21 compatible con Stereolabs y CUDA 10.1. El robot espacial se consideró como un sistema de vuelo libre con forma cúbica y masa uniforme, una cámara RGB con perspectiva fija, un robot manipulador basado en el UR10 con un efector final personalizado y una cámara RGB ojo-en-mano. El sistema de teleoperación con presencia directa envía los movimientos relativos de la mano del operador al efector final de forma directa. Como resultado, se muestra el desempeño del sistema, donde se observa que el sistema propuesto es más 25 % más eficiente con respecto al MMK y 15 % más eficiente con respecto al uso del joystick en tiempo de ejecución y fuerza de contacto. La fuerza de contacto se estimó utilizando un sistema basado en un modelo masa-resorte-amortiguador con parámetros constantes.