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ROBOSENSE Percepção Robótica em Plataforma Móvel Autônoma

ROBOSENSE Percepção Robótica em Plataforma Móvel Autônoma. Apresentador: Pablo Javier Alsina. Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia de Computação e Automação. Resumo.

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ROBOSENSE Percepção Robótica em Plataforma Móvel Autônoma

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Presentation Transcript

  1. ROBOSENSEPercepção Robótica em Plataforma Móvel Autônoma Apresentador: Pablo Javier Alsina Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia de Computação e Automação

  2. Resumo • O Projeto aborda o problema de percepção robótica embarcada em uma plataforma móvel autônoma. • Desenvolvimento de robô móvel de baixo custo, dotado de braço manipulador, odometria, sonares, sistema de visão estéreo e capacidade de processamento embarcado. • Protótipo para desenvolvimento e teste de aplicações que envolvem monitoração, navegação e manipulação de forma autônoma.

  3. Financiamento • CNPq (CTINFO 11/2002 - PDPG–TI) • Valor Global:R$ 123.692,50 • Custeio: R$ 59.711,30 • Capital: R$ 35.000,00 • Bolsas: R$ 28.981,20 (5 bolsas ITI) • Duração: 2 anos

  4. Equipe Pesquisadores: • Adelardo Adelino Dantas de Medeiros • Luiz Marcos Garcia Gonçalves • Pablo Javier Alsina (Coordenador)

  5. Equipe Bolsistas ITI: • Anderson Abner de Santana Souza • Carlos Gustavo Rangel Serrano • Jefferson Delfino Freire • Keite Clembet Araújo • Paulo Henrique Costa Câmara Voluntários: • Jonathan Paulo Pinheiro Pereira • Leonardo Sávio Guanabara Ramalho • Thayse Priscila Franca • Lennedy Campos Soares

  6. Equipe Mestrandos: • João Paulo de Araújo Bezerra • José Savio Alves de Sousa Segundo • Marcelo Borges Nogueira • Paulo Henrique Novais Mota • Ricardo Wendell • Samaherni Morais Dias Doutorandos: • Anfranserai Morais Dias • Diogo Pinheiro Fernandes Pedrosa • Francisco Petrônio Alencar de Medeiros

  7. Problemática • Percepção envolve aquisição de dados de múltiplos sensores, processamento, fusão e extração de informação útil. • O custo computacional é elevado, particularmente em visão computacional. • Robôs disponíveis no mercado são caros.

  8. Objetivos • Desenvolver protótipo de baixo custo e tecnologia nacional. • Desenvolver técnicas, teorias e métodos de percepção robótica em tempo real. • Integrar e fortalecer o grupo de robótica da UFRN. • Capacitar o grupo na área de percepção robótica. • Publicar os resultados obtidos • Repassar o know-how a outros grupos de pesquisa nacionais.

  9. Especificações • Plataforma móvel autônoma • Baixo custo • Tecnologia nacional • Arquitetura deve incorporar múltiplos sensores • Cabeça com Visão Estéreo • Dois braços com garras • Alimentação: 2 baterias 12 V/ 9 Ah

  10. Projeto mecânico • Duas rodas com acionamento diferencial e duas rodas livres • Carga útil 40 kg • Velocidade 0.5 m/s • Aceleração 0.1 m/s2 • Cada braço com cinco juntas • Garra abre-fecha – carga 0.5 kg • Cabeça de 5 GDL – olhos independentes.

  11. Projeto mecânico Base do robô

  12. Projeto mecânico Braço

  13. Projeto mecânico Braço

  14. Projeto mecânico Braço

  15. Projeto mecânico Braço: detalhe de junta do ombro

  16. Projeto mecânico Braço: detalhe de Cotovelo / punho

  17. Projeto mecânico Braço: detalhe de Cotovelo / punho

  18. Projeto mecânico Garra/punho

  19. Projeto mecânico Garra/punho

  20. Projeto mecânico Cabeça

  21. Projeto mecânico Cabeça

  22. Projeto mecânico Cabeça

  23. Projeto mecânico

  24. Câmera Processamento Embarcado PC Proc. Imagem Frame-grabber Câmera 6 sonares Ethernet PC Deliberação HD PC E/S PCI-CAN PIC (1 - sonares) CAN PIC (8 - braços) PIC (2 - rodas) PIC, (5 – cabeça) PIC, (2 – ombros) PIC (2 - garras) Motor CC Motor CC Motor CC Motor CC Motor CC Fim de curso Fim de curso Encoder Potenc. Encoder Encoder Arquitetura de Hardware

  25. Rede sensores/atuadores

  26. Placa sensor/atuador

  27. Sonares • Para construção de mapas e contorno de obstáculos • Cinturão de 6 sonares:

  28. Sonares • Sonar Polaroid série 6500 • Alcance: aprox. 8 m • Freqüência: 50 kHz • Abertura: aprox. 30o

  29. Sonares

  30. Sonares

  31. Sonares

  32. Sonares

  33. Sonares

  34. Sonares

  35. Sistema de visão • A Cabeça Estéreo Proposta: • 5 Graus de Liberdade • 2 Câmeras • Frame grabber 20 Quadros por Segundo

  36. Descrição da Cabeça • Modelo Cinemático • 5 Graus de Liberdade • Movimento do Pescoço • Pan (Esquerdo e Direito) • Tilt (Esquerdo e Direito)

  37. Descrição da Cabeça • Modelo Físico • Elos em Alumínio • 5 Motores • 5 Encoders

  38. Simulador eExperiências Iniciais • Simulador Cinemático • Layout Diferente do Implementado • Modelo Cinemático Igual

  39. Simulador eExperiências Iniciais • Modos de Operação • Dependende • Independente

  40. Sistema Proposto • Aquisição de imagens pelas câmeras • Pré-processamento • Cruzamento de informações • Algoritmos de alto nível

  41. Redução de Resolução • Criação de Imagem em Multi-Resolução

  42. Filtragem das Imagens • Imagens em MR • Gradiente Direção X • Gradiente Direção Y • Gaussiano • Laplaciano • Imagem Original • Movimento

  43. Resultados Obtidos

  44. Perspectivas • Finalizar a Construção mecânica • Implementar os circuitos eletrônicos • Integrar o hardware • Desenvolver software básico • Desenvolver rotinas de visão, localização, navegação e manipulação

  45. Questões? Maiores informações com a equipe, no Laboratório de Sistemas Inteligentes DCA/CT/UFRN pablo@dca.ufrn.br

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