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Sistema de rastreamento de um manipulador robótico e detecção do estado de seu efetuador final.

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dc.creator.ID ARAÚJO, A. C. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/3459625680216881 pt_BR
dc.contributor.advisor1 LIMA, Antonio Marcus Nogueira.
dc.contributor.advisor1ID LIMA, A. M. N. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/2237395961717699 pt_BR
dc.contributor.referee1 SANTOS JÚNIOR, Gutemberg Gonçalves dos.
dc.description.resumo A popularidade de sistemas de múltiplos robôs tem impulsionado a pesquisa sobre interação colaborativa robô-robô: reconhecer as ações de outro robô é bastante útil em situações de cooperação e ao assistir manipuladores na realização de tarefas de apanhar e depositar objetos. Muito tem sido feito no estudo de rastreamento e detecção de mãos humanas para fins de interação. De forma análoga, tais fatores motivaram o desenvolvimento de um sistema de visão com o objetivo primordial de conferir a um dado robô certo nível de ciência a respeito do estado de outros robôs, sem conhecimento prévio das dinâmicas de suas juntas, por exemplo. É proposto um sistema de visão 3D baseado em modelos que tem como principais metas a detecção da garra de um manipulador robótico em uma cena, seu rastreamento à medida em que ela se move e a determinação contínua do seu estado (aberta ou fechada). Este sistema é composto fundamentalmente por um algoritmo de registro – uma combinação dos métodos de Sample Consensus Initial Alignment (SAC-IA) e Iterative Closest Point (ICP); um filtro de partícula para rastreio da garra do manipulador e um classificador de seu estado baseado numa medida de similaridade entre nuvens de pontos. Fundamentado sobre o Sistema Operacional de Robôs (ROS), combina métodos de processamento de nuvens de pontos aos algoritmos citados, enquanto faz uso dos modelos disponibilizados para identificar se a garra está aberta, fechada ou se está segurando um objeto. A plataforma de teste utilizada no projeto compõe-se de um braço robótico Kinova Jaco2 com 6-DOF e três dedos, além de um módulo de câmera RGB-D Microsoft Kinect. Em geral, os resultados experimentais se mostraram satisfatórios: o rastreamento apresentou boa performance para trajetórias comportadas e pôde-se detectar, sem erros, não só o estado da garra, demonstrando robustez a auto-oclusões, como também a presença de objetos. Uma das limitações observadas foi a baixa sensibilidade do rastreador a rotações da garra. Ainda, o uso de apenas dois modelos de referência também pode ser visto como uma limitação. Respeitadas as suposições e limitações do sistema, a detecção de objetos e da sua apreensão funcinonam bem. Vídeos demonstrativos foram disponibilizados online para melhor compreensão do funcionamento do sistema. Trabalhos posteriores podem explorar a generalização do detector para manipuladores similares, bem como contemplar a inserção deste sistema em um cenário colaborativo de robôs. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Elétrica. pt_BR
dc.title Sistema de rastreamento de um manipulador robótico e detecção do estado de seu efetuador final. pt_BR
dc.date.issued 2017-04
dc.description.abstract The popularity of multi robot systems has propelled research on collaborative robot-robot interaction: recognizing other robot’s actions is very useful in cooperation and for assisting single robots in stable pick and place tasks. Lots of work has been done in human hand tracking and recognition for interaction. Analogously, those factors motivated the development of a vision system with the prime goal of providing a robot with awareness about others robots’ states, without knowledge concerning their joints’ dynamics, for example. A 3D model-based is proposed, with the main goals of detecting a manipulator’s gripper on a scene, tracking it as it moves and continuously determine its state (opened or closed). The system comprises mainly of a registration pipeline – a combination of the Sample Consensus Initial Alignment (SAC-IA) and the Iterative Closest Point (ICP) algorithms; a particle filter used for tracking the gripper and a state classifier based on a measure of similarity between pointclouds. It runs under the Robot Operating System (ROS) and combines point cloud processing methods with the aforementioned algorithms, while using cloud models of the gripper to identify its state, i.e. whether it is opened or closed, as well as if it’s grasping an object. The system was implemented and evaluated with a test platform composed of a 6-DOF Kinova Jaco2 robotic arm, with a three-fingered gripper, and a Microsoft Kinect RGB-D (red, green and blue with per-pixel depth information) camera. In general, the experimental results were satisfactory: tracking had a good performance for well-behaved trajectories and the detection of not only the state of the gripper, which showed robustness to self-occlusions, but also the presence of an object, were successful. One of the observed limitations was the tracker’s low sensitivity to rotations of the gripper. Also, using only two reference models could as well be seen as a limitation. The system’s assumptions and limitations being respected, object detection would perform well, and also its grasping. Beyond the discussion of results, demonstration videos are available online for better understanding. Future works might explore generalization of the detector to similar manipulators, as well as contemplate the insertion of this system in a collaborative scenario. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18723
dc.date.accessioned 2021-05-12T18:16:18Z
dc.date.available 2021-05-12
dc.date.available 2021-05-12T18:16:18Z
dc.type Trabalho de Conclusão de Curso pt_BR
dc.subject Sistema de rastreamento pt_BR
dc.subject Manipulador robótico pt_BR
dc.subject Robótica pt_BR
dc.subject Múltiplos robôs pt_BR
dc.subject Sistemas de múltiplos robôs pt_BR
dc.subject Interação colaborativa robô-robô pt_BR
dc.subject Sistema de visão 3D - robótica pt_BR
dc.subject Algoritmo de registro pt_BR
dc.subject Sample Consensus Initial Alignment pt_BR
dc.subject Iterative Closest Point pt_BR
dc.subject Sistema Operacional de Robôs pt_BR
dc.subject Braço robótico pt_BR
dc.subject Colaboração entre robôs pt_BR
dc.subject Particle Filter Algorithm pt_BR
dc.subject Rastreamento Baysiano não linear pt_BR
dc.subject Tracking system pt_BR
dc.subject Robotic manipulator pt_BR
dc.subject Robotics pt_BR
dc.subject Multiple robots pt_BR
dc.subject Multiple robot systems pt_BR
dc.subject Robot-robot collaborative interaction pt_BR
dc.subject 3D Vision System - Robotics pt_BR
dc.subject Registration algorithm pt_BR
dc.subject Robot Operating System pt_BR
dc.subject Robotic arm pt_BR
dc.subject Collaboration between robots pt_BR
dc.subject Nonlinear Baysian Tracking pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator ARAÚJO, Arthur Cruz de.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Tracking system of a robotic manipulator and detection of the status of its final operator. pt_BR
dc.identifier.citation ARAÚJO, Arthur Cruz de. Sistema de rastreamento de um manipulador robótico e detecção do estado de seu efetuador final. 2017. 56f. (Trabalho de Conclusão de Curso - Monografia), Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba - Brasil, 2017. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18723 pt_BR


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