Application of autonomous mobile platforms for environmental supervision and gas leakage localization

Abstract

Aquesta tesi doctoral presenta la recerca realitzada en l’anàlisi i desenvolupament de procediments de supervisió ambiental mitjançant l’ús de plataformes robòtiques mòbils donant especial importància a la localització de fonts de gas tòxic volàtil. En aquesta tesi aquest tipus d’aplicacions es denominen com aplicacions d’Intel·ligència Ambiental (AmI) les quals pretenen automatitzar aquests processos de forma efectiva per la seva integració en entorns interiors de freqüent ús humà. En primer lloc es proposa la implementació d’un sistema de control d’alt nivell basat en una arquitectura multi-agent per la execució dels diferents serveis robòtics requerits. Seguidament es proposa la utilització d’un robot mòbil per la supervisió ambiental d’un entorn de treball d’interior per el manteniment de la confortabilitat i de condicions saludables. La segona part de la tesi adreça el problema de la localització de fonts de gas volàtil utilitzant robots mòbils. En aquesta secció es proposa una metodologia per la caracterització acurada d’àrees on es realitzaran els experiments de localització de fonts de gas i la realització d’una sèrie d’experiments en diferents àrees amb diferents configuracions.

Esta tesis doctoral presenta la investigación realizada en el análisis y desarrollo de procedimientos de supervisión ambiental mediante el uso de plataformas robóticas móviles dando especial importancia a la localización de Fuentes de gas toxico volátil. En esta tesis este tipo de aplicaciones se denominan como aplicaciones de Inteligencia Ambiental (AmI) las cuales pretenden automatizar estos procesos de forma efectiva para su integración en entornos interiores de frecuente uso humano. En primer lugar se propone la implementación de un sistema de control e alto nivel basado en una arquitectura multi-agente para la ejecución de los diferentes servicios robóticos requeridos. A continuación se propone la utilización de un robot móvil para la supervisión ambiental de un entorno de trabajo de interior para el mantenimiento de la confortabilidad y de las condiciones saludables. La segunda parte de la tesis trata el problema de la localización de fuentes de gas volátil utilizando robots móviles. En esta sección se propone una metodología para la caracterización precisa de áreas donde se realizaran los experimentos de localización de fuentes de gas y la realización de una serie de experimentos en diferentes áreas bajo diferentes configuraciones.

This PhD thesis presents the performed research on the analysis and development of ambient supervision procedures by means of using robotic mobile platforms giving special importance to the localization of toxic volatile gas sources. In this thesis this kind of applications are denominated as Ambient Intelligence (AmI) applications which pretends to automatize this processes in an effective way for its integration in human-frequented indoor environments. In a first view, it is proposed the implementation of a high level control system based on a multi-agent architecture for the execution of the different required robot services. Next, it is proposed the use of a mobile robot for ambient supervision of an indoor workplace environment for the maintenance of comfortability and healthy conditions. The second part addresses the localization of toxic volatile gas sources by using mobile robots. In this section is proposed a methodology for an accurate characterization of the areas where the gas source localization experiments will be carried out. In addition, the realization of several experiments in different areas under different setups are presented.