ربات های موازی کابلی با توجه به وسعت فضای کاری، بالا بودن نسبت بار قابل حمل به وزن ربات و امکان تولید شتاب های بسیار زیاد به عنوان گزینه مناسبی برای انجام بسیاری از عملیات های صنعتی درنظر گرفته می شوند. این پایان نامه دو رویکرد تئوری و عملی را برای پیشبرد هرچه بیشتر زمینه های تئوری و فنی این دسته از ربات ها پیگیری می کند. در رویکرد تئوری، بررسی سینماتیکی دقیقی از ربات های موازی کابلی افزونه در دو مدل صفحه ای و فضایی صورت می گیرد. همچنین حل تحلیلی جدیدی برای معادلات سینماتیک مستقیم مدل صفحه ای این ربات با استفاده از داده های حسگرهای نیرو ارائه می گردد که سرعت و دقت به مراتب بالاتری نسبت به حل های پیشین این مسأله دارا می باشد. در تحلیل دینامیکی این ربات ها ابتدا شیوه نوینی برای استخراج معادلات دینامیکی به فرم بسته ربات های موازی کابلی در فرم کلی و با فرض صلب بودن کابل ها ارائه می گردد. در این بخش با استفاده از دینامیک سیستم های جرم متغیر، ورود و خروج کابل به فضای کاری مدل می شود. معادلات دینامیکی ربات از دو روش نیوتن-اویلر و لاگرانژ استخراج گردیده و یکسان بودن معادلات به دست آمده از هر دو روش، نشان داده می شود. سپس مدل دینامیکی جامعی با در نظرگرفتن کشسانی کابل ها استخراج گردیده که برای طیف گسترده ای از ربات های کابلی قابل استفاده می باشد. به منظور اعتبارسنجی معادلات به دست آمده نشان داده می شود که بسیاری از مدل های کشسانی ارائه شده برای بازوهای کابلی حالت خاصی از این معادلات جامع می باشند. در آخر رویکرد عملی این پایان نامه که طراحی و ساخت سیستم های مکانیکی ربات کابلی kntu cdrpm می باشد، بیان شده و نحوه انتخاب کابل، حسگرهای نیروی و چهارچوب نگهدارنده این ربات با توجه به اهداف پروژه شرح داده می شود. همچنین طرح جدیدی برای سیستم کابل جمع کن این ربات معرفی و شمایی از نمونه ساخته شده آن همراه با نقشه ساخت قطعات، ارائه می گردد.

هدف این پایان نامه ارائه یک سامانه تهیه بر خط نقشه سه بعدی مبتنی بر نمایش ابر نقاط و مکان یابی هم زمان ربات های سیار است. حسگر این سامانه یک دوربین rgb-d می باشد که نمایشی مبتنی بر ابر نقاط از محیط ارائه می دهد. در ادامه سامانه به دو بخش پیش کاو و پس کاو تقسیم شده و ابتدا وظایف هر بخش و روش های موجود برای پیشبرد هر بخش بررسی شده است. پس از آن برای قسمت مسافت سنجی دیداری در بخش پیش کاو کتابخانه fovis در نظر گرفته شده و پس از بررسی نتایج این کتابخانه به منظور توسعه و بهبود آن، استفاده از اطلاعات عمق در گام جفت کردن ویژگی پیشنهاد شده و نتایج آن ارائه شده است. در قسمت تشخیص حلقه مربوط به بخش پیش کاو راهکار نوین استفاده از توابع درهم ساز پیشنهاد شده و پس از بررسی کارایی این روش با استفاده از تابع درهم ساز مبتنی بر واریانس شعاعی، راهکار دیگری نیز به منظور بهبود کارایی این روش توسط مقایسه تصویر با مسیر، ارائه شده است. در بخش پس کاو، روشی مقاوم در بستن حلقه قیود تحت چارچوب isam2 در نظر گرفته شده و پس از بررسی نتایج آن به منظور توسعه و بهبود این روش، راهکار تعیین وزن های اولیه با استفاده از اطلاعات مفید بخش پیش کاو ارائه شده و شبیه سازی ها بهبود نتایج روش توسعه یافته را تأیید می کنند. در ادامه تمامی مراحل عنوان شده که ساختار سامانه را تشکیل می دهند، بر روی ربات سیار آوریل پیاده سازی شده و نتایج به همراه نقشه مبتنی بر نمایش ابر نقاط ارائه شده است. این نتایج بهبود حاصل از روش های توسعه یافته و همچنین برخط بودن سامانه ارائه شده را تایید می کنند.