Sistema robótico para deteção e movimento de objetos com visão estéreo modificada

Abstract

A utilização de robôs nas mais diversas áreas tem sido cada vez mais usual. Dessa forma, surge a necessidade de aperfeiçoar e inovar as técnicas já existentes para tornar os sistemas robóticos mais eficazes. Um importante fator na manipulação de objetos por sistemas robotizados prende-se com a deteção e perceção da localização espacial desses objetos. A utilização de técnicas de múltiplas câmaras (sistemas estéreo) tem sido muito explorada com as inerentes exigências computacionais que elas necessitam. O objetivo desta dissertação é de desenvolver um sistema de visão por computador, através da utilização de duas câmaras em estéreo modificado, onde ao contrário de duas câmaras fixas, serão utilizadas duas câmaras que rodam segundo um eixo vertical, no sentido de melhorar a perceção da distância e profundidade ao objeto, numa tentativa de diminuir a exigência computacional. A ideia base é a simular a visão humana, onde os olhos convergem ou divergem, por forma a centrarem a imagem obtida por cada olho num determinado objeto, e utilizando o ângulo de rotação de cada olho para efeitos do cálculo da distância ao objeto. Um protótipo de hardware foi desenvolvido por forma a poder acomodar um conjunto de algoritmos, desenvolvidos na biblioteca livre OpenCV, e que permitiu o desenvolvimento de um novo método de pesquisa inovador que acelera o processamento.

The use of robots in several areas has been increasingly common. Thus arises the need to improve and innovate the existing techniques to make them more effective robotic systems. An important factor in the manipulation of objects by robotic systems relates to the detection and perception of spatial location of these objects. The use of techniques from multiple cameras (stereo systems) has been widely exploited with the inherent computational requirements they need. The objective of this dissertation is to develop a computer vision system, by using two cameras on modified stereo, where instead of using two fixed cameras, this system uses two cameras that rotate along a vertical axis to improve the perception of depth and distance to the object in an attempt to decrease the computational requirement. The basic idea is to simulate human vision where the eyes converge or diverge in order to focus the image obtained from each eye into a particular object, and using the rotation angle of each eye for the calculation of the distance to the object. A prototype hardware was designed so that it can accommodate a set of algorithms developed using the free OpenCV library, which allowed the development of a new innovative search method that accelerates the processing.