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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


ROBOSENSEPercepção Robótica em Plataforma Móvel Autônoma

Apresentador: Pablo Javier Alsina

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Departamento de Engenharia de Computação e Automação


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.


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


Equipe

Pesquisadores:

  • Adelardo Adelino Dantas de Medeiros

  • Luiz Marcos Garcia Gonçalves

  • Pablo Javier Alsina (Coordenador)


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


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


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.


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.


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


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.


Projeto mecânico

Base do robô


Projeto mecânico

Braço


Projeto mecânico

Braço


Projeto mecânico

Braço


Projeto mecânico

Braço: detalhe de

junta do ombro


Projeto mecânico

Braço: detalhe de

Cotovelo / punho


Projeto mecânico

Braço: detalhe de Cotovelo / punho


Projeto mecânico

Garra/punho


Projeto mecânico

Garra/punho


Projeto mecânico

Cabeça


Projeto mecânico

Cabeça


Projeto mecânico

Cabeça


Projeto mecânico


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


Rede sensores/atuadores


Placa sensor/atuador


Sonares

  • Para construção de mapas e contorno de obstáculos

  • Cinturão de 6 sonares:


Sonares

  • Sonar Polaroid série 6500

  • Alcance: aprox. 8 m

  • Freqüência: 50 kHz

  • Abertura: aprox. 30o


Sonares


Sonares


Sonares


Sonares


Sonares


Sonares


Sistema de visão

  • A Cabeça Estéreo Proposta:

    • 5 Graus de Liberdade

    • 2 Câmeras

    • Frame grabber 20 Quadros por Segundo


Descrição da Cabeça

  • Modelo Cinemático

    • 5 Graus de Liberdade

      • Movimento do

        Pescoço

      • Pan (Esquerdo e Direito)

      • Tilt (Esquerdo e Direito)


Descrição da Cabeça

  • Modelo Físico

    • Elos em Alumínio

    • 5 Motores

    • 5 Encoders


Simulador eExperiências Iniciais

  • Simulador Cinemático

  • Layout Diferente do Implementado

  • Modelo Cinemático Igual


Simulador eExperiências Iniciais

  • Modos de Operação

    • Dependende

    • Independente


Sistema Proposto

  • Aquisição de imagens pelas câmeras

  • Pré-processamento

  • Cruzamento de informações

  • Algoritmos de alto nível


Redução de Resolução

  • Criação de Imagem em Multi-Resolução


Filtragem das Imagens

  • Imagens em MR

  • Gradiente Direção X

  • Gradiente Direção Y

  • Gaussiano

  • Laplaciano

  • Imagem Original

  • Movimento


Resultados Obtidos


Perspectivas

  • Finalizar a Construção mecânica

  • Implementar os circuitos eletrônicos

  • Integrar o hardware

  • Desenvolver software básico

  • Desenvolver rotinas de visão, localização, navegação e manipulação


Questões?

Maiores informações com a equipe, no

Laboratório de Sistemas Inteligentes

DCA/CT/UFRN

pablo@dca.ufrn.br


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