[en] This research project addresses the problem of controlling the motion of a small mobile robot by means of visual feedback provided by an overhead camera. This visual servoing problem has been previously addressed by many researchers due to its multiple applications to real world problems. In this document, we propose a software platform that rely on low cost hardware components to solve it. Based on the imagery supplied by the overhead camera, the proposed system is capable of precisely locating and tracking the robot within a planar ground workspace, using the CAMShift algorithm, as well as finding out its orientation at every moment. Then, an error measurement is defined between current and desired positions of the robot in the Cartesian plane (Position-Based Visual Servoing). In order to generate the suitable motion commands that lead the robot towards its destination, we make use of mathematical equations that model the control of the robot. The platform has been especially designed regarding its application to real time problems. One of the central goals of this work is analyzing the viability of the proposed system and the level of accuracy that it is capable of achieving taking into account the low cost components on which it is based. The validation of the system has come as a result of the real time experiments that have been conducted. Firstly, an exhaustive battery testing that comprehends 1400 experiments has been conducted in order to find a suitable set of parameter values that polished the control equations. Secondly, we have implemented three different applications to test these new control values: tracing a trajectory defined by a fixed set of points, pursuing a mobile target and integrating our system with a blockprogramming platform from which it receives a set of destination points to be followed. Having successfully completed all these tasks, we conclude that the proposed robotic system has well proven its feasibility and effectiveness facing the addressed visual servoing problem.

[es] Este proyecto de investigación aborda el problema de controlar el movimiento de un pequeño robot móvil por medio del feedback visual proporcionado por una cámara cenital. Este problema de control visual de servos ya ha sido abordado previamente por multitud de investigadores debido a sus múltiples aplicaciones a problemas del mundo real. En este documento, se propone una plataforma software que depende de componentes hardware de bajo coste para resolverlo. Basado en imágenes suministradas por la cámara cenital, el sistema propuesto es capaz de localizar y seguir de forma precisa al robot dentro de un entorno de trabajo en el plano del suelo, usando para ello el algoritmo de tracking CAMShift, así como averiguar su orientación en cada momento. Después, una medida de error se define entre la posición actual del robot y la deseada en el plano Cartesiano (control visual de servos basado en posición (PBVS)). Para generar los comandos de movimiento aporpiados que lleven al robot a su destino, hacemos uso de ecuaciones matemáticas que modelizan el control del robot. La plataforma ha sido especialmente diseñada teniendo en cuenta su aplicación a problemas en tiempo real. Uno de los objetivos centrales de este trabajo es analizar la viabilidad del sistema propuesto y el nivel de precisión que es capaz de obtener teniendo en cuenta los componentes de bajo coste en los que se basa. La validación del sistema viene dada como resultado de los experimentos en tiempo real que se han llevado a cabo. Primeramente, una exhaustiva batería de pruebas que comprende 1400 experimentos ha sido ejecutada con el fin de obtener un set de valores para los parámetros que puliesen las ecuaciones de control. A continuación, hemos implementado tres aplicaciones diferentes para probar estos nuevos valores de control: trazar una trayectoria definida por un conjunto de puntos fijos, perseguir un objetivo móvil e integrar nuestro sistema con la plataforma de programación por bloques desde la que recibe el conjunto de puntos a seguir. Habiendo completado todas estas tareas satisfactoriamente, concluimos que el sistema robótico propuesto ha demostrado con holgura su viabilidad y efectividad frente al problema de control visual de servos abordado.