Planejamento de trajetória baseado em visão computacional para manipulador robótico. - MENDIBURU, Fernando Javier. (2013)
Na presente dissertação aborda-se a integração de um sistema de sensoriamento e um método de planejamento de trajetórias para um robô manipulador de objetos. O sistema tem como objetivo a manipulação inteligente de peças, gerando trajetórias livres de obstáculos sempre que for possível. O espaço de trabalho é determinado por meio de um sistema de visão computacional, que captura a nuvem de pontos da cena realizando uma modelagem dos obstáculos para ser fornecido ao algoritmo de roteamento. A modelagem do manipulador é feita a priori, e é determinada se a sua cinemática pode gerar a trajetória livre de colisões. A modelagem e calibração dos dispositivos são feitas, removendo a distorção da lente e determinando os parâmetros intrínsecos das mesmas. A relação das unidades de medida da câmera e as unidades do mundo físico é uma componente crítica em qualquer intento por reconstruir uma cena tridimensional. A calibração entre o sistema de referência do kinect e da base do manipulador é realizada para manter uma coerência nas medidas e para o manipulador comandar os movimentos com boa precisão. A integração das informações das malhas de visão com o planejador de trajetória é importante para definir a tarefa corretamente, para isto deve-se adaptar o algoritmo de roteamento, transformando as configurações de entrada a serem lidas pelo planejador e suas configurações de saída para serem enviadas ao controlador do manipulador. Na solução proposta, foi utilizado o manipulador robótico Pegasus 880-RA2-1-B, um sensor de visão RGB-D instalado externamente ao braço e a câmera monocular CMOS IR-Syntec instalada no efetuador do manipulador. Foram observados resultados positivos na aplicação de processamento e na calibração das câmeras. O transporte da peça ao executar a tarefa definida pelo planejador de trajetória foi realizada com sucesso apresentando bons resultados com diversos obstáculos entre a posição do objeto e o alvo final. Foram obtidos os tempos de execução de cada movimento e de cada bloco do sistema de controle. Os erros no sistema de visão foram calculados e não influem na posição da garra em curtas distâncias. Conseguiu-se boa resposta do sistema de controle que encontra uma trajetória livre de obstáculos, sendo levada a cabo satisfatoriamente. Observa-se maior precisão na detecção do objeto, robô e obstáculos quanto mais perto do dispositivo RGB-D. O sistema apresenta-se robusto a mudanças na iluminação que poderiam degradar a performance do sistema pelo uso de sistemas de visão infravermelhos.