Tese: Calibragem Visual
Aluno(a) : Trond Martin AugustsonOrientador(a): Marco A. Meggiolaro
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 03/09/2007
Link para tese/dissertação: http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=11617@1
Resumo: Atualmente, a maioria dos manipuladores robóticos executa tarefas a partir de trajetórias pré-programadas a serem seguidas. Nessas condições, o robô atua (movimentando, por exemplo, objetos) em locais fixos, pré-determinados por seu operador humano. Por esse motivo, é necessário que os objetos a serem manipulados, assim como as partes do manipulador como um todo, estejam em locais previamente estabelecidos. Caso contrário, uma nova programação se fará necessária. Este método nío é indicado em certas operações robóticas onde a variação ambiental seja significativa. Outro método utilizado é a chamada teleoperação. Nesse caso, explora-se a arquitetura “mestre-escravo”, no qual o operador determina direta e continuamente a movimentação/posição do manipulador. Nesse caso, o único pré-requisito necessário ao sistema é um alto grau de repetibilidade, uma vez que possíveis erros de maior porte no posicionamento podem ser visualizados pelo operador humano. No entanto, perde-se em precisío absoluta, uma vez que a própria percepção humana pode ser falha ou insatisfatória. O objetivo desse trabalho é abordar o conjunto de técnicas utilizadas no posicionamento de um manipulador em ambientes na presença de incertezas. O trabalho concentra-se na calibração de manipuladores baseada em técnicas de visío computacional, envolvendo estudo da cinemática direta e inversa de manipuladores, calibração de câmeras, reconhecimento e correlação de padrões em imagens distintas, e estereoscopia. Apresentam-se também metodologias e técnicas para o posicionamento do manipulador, auxiliado por câmeras localizadas próximo de se sua extremidade. Isso torna viável a automação de tarefas específicas e complexas, tendo em vista que, posicionado o manipulador em relação a um sistema de coordenadas conhecido, é possível movimentá-lo por sua área de atuação com maior segurança e precisío. Tamanhas vantagens devem-se ao fato de que sensores como, por exemplo, câmeras conectadas a um sistema de visío computacional, tornam possível a percepção da diferença entre a posição real (ocupada pelo manipulador) e a posição ideal (desejada). Tais diferenças sío enviadas para os controladores, a fim de que esses corrijam a trajetória previamente programada. Além disso, os comandos para movimentação do manipulador podem entío ser programados off-line por um sistema de CAD, o que nío requer a ativação do robô durante sua geração, levando a uma maior agilidade em sua validação e resolução de problemas. Como estudo de caso, estudou-se uma aplicação real, baseada em um manipulador que tem por finalidade intervenções submarinas em plataformas petrolíferas. Este manipulador conecta-se a um ROV (Remote Operating Vehicle) e é levado ao seu local de atuação pelo operador de ROV. Toda vez que o ROV é reposicionado, é necessário estimar sua posição e orientação relativas ao local de atuação. O ROV atua em áreas de grande profundidade e existem poucos sensores que atuam em tais locais. Esse fato é um dos incentivos para o uso de visío computacional para estimar a posição relativa do manipulador, possibilitando que trajetórias previamente programadas sejam executadas mesmo na presença de incertezas, reduzindo o tempo de intervenção e, conseqüentemente, seu custo.