Introdução A robótica promove diversos benefícios a sociedade; Os robôs podem ser divididos em...
Transcript of Introdução A robótica promove diversos benefícios a sociedade; Os robôs podem ser divididos em...
Intr
oduç
ão • A robótica promove diversos benefícios a sociedade;
• Os robôs podem ser divididos em diferentes tipos, onde cada um se encaixa com propósitos diferentes, arquitetados de maneiras distintas.
Exem
plo
de ro
bôs
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O Axel Rover é um exemplo de robô com duas rodas. Desenvolvido pela NASA, o robô permite uma maior versatilidade em seu movimento, e é usado para exploração de terrenos em Marte, em lugares que a Curiosity pode ter dificuldade de acesso.
O EOD-Robots, exemplo de robôs com esteira, construídos para poupar a vida de soldados no campo de batalha. Estes robôs são equipados com esteiras iguais a tanques de guerra, a fim de suportar grandes pesos em diferentes tipos de terrenos. Alguns destes robôs, por exemplo, são utilizados para o desarmamento de bombas
Robô
s au
tôno
mos • Robôs autônomos podem tomar
decisões e realizar tarefas especificas em ambientes desestrudos sem a intervenção humana.
• Existem diferentes tipos de automação, que introduzem técnicas diferentes para a realização de determinada tarefa:– Robôs executores;– Robôs baseados em sensores;
Aplic
açõe
s de
robô
s au
tôno
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• Indústria• Transporte e Vigilância• Pesquisa e Ciência• Serviços
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• Identificação: O que é isto?- Detecção/reconhecimento de objetos
• Movimentação: Como eu me movo com segurança?- Desvio de obstáculos, direção
• Manipulação: Como eu mudo isto?- Interação com objeto / ambiente
• Navegação: Onde eu estou?- Mapeamento / localização
O P
roje
to • Este trabalho tem como propósito o desenvolvimento de um robô semi-autônomo, que utilizará um smartphone como principal fonte de processamento, além de ser o principal sensor ao meio externo, utilizando sua câmera como guia para se orientar por trilhas ou caminhos através de métodos de visão computacional, a fim de se chegar a um destino.
Visã
o Co
mpu
taci
onal • Conjunto de técnicas e métodos que
permitem que um sistema consiga interpretar imagens.
• Passos:– Aquisição da imagem;– Pré-processamento;– Extração de características;– Detecção e segmentação;– Processamento de alto nível;
Por q
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cion
al? • Pontos positivos:
– Fonte rica de informação sobre o ambiente;– Principal sensor humano;
• Pontos negativos:– Complexidade em extrair informações de
imagens– Requer alto processamento;
Prop
osta
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solu
ção
Impl
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o 1. Construção do protótipo do robô NXT.2. Desenvolvimento da API de comunicação
via Bluetooth entre o Celular e o NXT.3. Desenvolvimento do controle manual4. Desenvolvimento do módulo de detecção
e perseguição de linhas.5. Desenvolvimento do módulo de detecção
e perseguição de pistas.6. Desenvolvimento do módulo de detecção
de círculos para execução de alguma ação pré-determinada.
Ambi
ente
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ento Tegra Android Developer Pack 1.0r8
• IDE Eclipse• SDK Android• Biblioteca OpenCVhttp://www.nvidia.com/content/devzone/tegra-android-developer-pack.html
A linguagem utilizada para o desenvolvimento da aplicação é o Java.
Cons
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ão A API de comunicação foi desenvolvida para permitir que o Celular se comunique com o NXT. Foi desenvolvida baseada no protocolo Lego Communication Protocol (LCP, Bluetooth). Sua documentação é descrita em:http://mindstorms.lego.com/en-us/support/files/default.aspx
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l• Através da interação do
usuário, o robô passou a se locomover na direção desejada
• O protótipo inicial se baseou na utilização do módulo de controle manual
• Um dos problemas encontrados neste módulo foi o tratamento da conexão bluetooth. Caso a mesma não fosse fechada corretamente após seu uso, a aplicação passava a exibir mensagens de erro, impossibilitando seu uso em diante.
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l• Com o protótipo inicial fechado, foi possível
trabalhar no desenvolvimento da autonomia do robô.
• O módulo de detecção de linhas por cores foi desenvolvido com o propósito da detecção de trajetos e rotas baseado em cores específicas.
• O robô conseguiu se locomover em linha reta como esperado quando identificado à rota, porém, teve problemas quando o trajeto possuía curvas, ou o robô saísse de uma trajetória linear
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• Com o desenvolvimento do módulo de detecção de pistas, o robô passou a ter uma autonomia maior, independendo da necessidade específica de rotas pré-determinadas.
• O desempenho da locomoção do robô também é influenciado pela luz ambiente.
• O módulo de detecção de símbolos permite que o robô consiga identificar quando chegar a seu caminho. A princípio, este processo seria realizado via o reconhecimento de QR Code, porém, foi identificado uma maior complexidade neste processo, e comparado ao tempo final de entrega do projeto, a identificação de símbolos utilizando a biblioteca OpenCV se tornou uma saída viável. Desta maneira, o robô pára ao identificar um número de círculos pré-determinados.
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O robô conseguiu se locomover em linha reta como esperado quando identificado à rota, porém, teve problemas quando o trajeto possuía curvas, ou o robô saísse de uma trajetória linear. Desta forma, foi identificada a necessidade de regular a velocidade dos motores baseado no número de pontos encontrados no trajeto, garantindo uma melhor locomoção mais suave.
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Conc
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es • O objetivo do projeto foi alcançado com êxito.• As demais etapas do desenvolvimento foram
concluídas completamente, onde cada módulo funcionou como esperado;
• Entre os módulos aplicados, a detecção de linha foi a mais fácil de ser implementada, e a mais precisa, ao contrário da detecção de pista;
• Além da aplicação e da compreensão de novos conceitos, foram adquiridos conceitos ao longo do curso.
Trab
alho
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turo
s • Aprimorar as técnicas de visão computacional, para permitir que o robô consiga se adaptar a novos ambientes fechados, como faculdades e outros locais públicos.
• Também se sugere a implementação de novos recursos, como a possibilidade de locomoção em ambientes abertos, utilizando o GPS como sensor externo, aproveitando a utilização do módulo de lane detection para locomoção autônoma.
• O robô também pode sofrer adaptações em sua estrutura, para melhor locomoção, com a inclusão de novos sensores para permitir a interpretação do mundo externo. Entre elas, a inclusão do sensor ultrassônico para identificação de obstáculos a frente, além do sensor laser, para permitir detecção de degraus a frente.
Refe
rênc
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