Orientador: Jose Reginaldo Hughes Carvalho

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação

Resumo: Esta dissertação responde as questoes relativas ao controle servo visual baseado na imagem, aplicado a um robo movel Nomad 200, na realizacao de duas tarefas roboticas: Seguimento de trajetoria e posicionamento em relacao a um alvo, e da transicao entre ambas.Uma missao robotica e...

Resumo: Esta dissertação responde as questoes relativas ao controle servo visual baseado na imagem, aplicado a um robo movel Nomad 200, na realizacao de duas tarefas roboticas: Seguimento de trajetoria e posicionamento em relacao a um alvo, e da transicao entre ambas.Uma missao robotica e tipicamente composta por um conjunto de objetivos e restricoes a serem cumpridos. Um planejador determina, a partir dos objetivos, as trajetorias necessarias para atingir os alvos. O robo deve, entao, navegar pelo ambiente e posicionar-se frente aos alvos. Porem, alguma forma de manipulacao ou medida e realizado, conforme o objetivo a ser alcancado, passando-se para o proximo objetivo. Existe claramente,neste modelo, uma hierarquia entre as tarefas, partindo de um nvel de especicacao mais elevado, ate os detalhes basicos, como controle da trajetoria, deteccao de obstaculos, replanejamento, dentre outros. O controle relaciona em tempo real os dados capturados pelos sensores, com os sinais a serem transmitidos aos atuadores, respondendo pelas acoes do robo. Devido principalmente aos avan»cos tecnologicos, somente recentemente o sensor visual pode ser incluido nos algoritmos de controle, permitindo o desenvolvimento de uma nova area de pesquisa. Dentre as diversas abordagens que surgiram utilizando a visao, destaca-se o controle servo visual baseado na imagem (IBVS). Duas tarefas encontradas frequentemente em aplicacoes roboticas sao o seguimento de uma trajetoria e o posicionamento em relacao a um alvo conhecido. Este trabalho propoe uma solucao, baseada em IBVS, para ambas as tarefas e a realizacao da transicao da primeira para a segunda. Diversos aspectos estao envolvidos no desenvolvimento de solucoes para os problemas propostos e, deste conjunto, estuda-se neste trabalho, os criterios para a escolha das caractersticas visuais ecessarias para a realizacao da tarefa, os algoritmos de processamento de imagens e visao computacional utilizados para a extracao das caractersticas visuais, as tecnicas de rastreamento de caractersticas visuais, os aspectos de controle, o desenvolvimento da assim chamada Matriz de Interacao, do controle hbrido e funcao tarefa, das matrizes de transformacao de velocidades e dos aspectos de implementacao numa plataforma real, tais como a arquitetura de software, etapas do desenvolvimento e testes realizados e os modulos acrescentados para simular a plataforma experimental.
A metodologia e validada experimentalmente atraves do robo movel Nomad 200, pre-sente na Divisao de Robotica e Visao Computacional do Centro de Pesquisas Renato Ar-cher (DRVC/CenPRA). Este trabalho encontra-se inserido no escopo do projeto AURORA, cujo objetivo e o desenvolvimento de uma plataforma robotica aerea semi-autonoma baseado em um dirigvel aero-estatico, e os resultados obtidos abrem caminho para a implementacao do controle visual, antevendo algumas das diculdades a serem vencidas