Brazo robotizado controlado mediante sensores de visión integrado sobre un robot móvil

Herman, Pierre
Murillo Arnal, Ana Cristina (dir.) ; Mosteo Chagoyen, Alejandro Rafael (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2013
Informática e Ingeniería de Sistemas department, Ingeniería de Sistemas y Automática area

Ingeniero Industrial

Abstract: En este proyecto se ha realizado todo el proceso para construir, controlar e integrar un brazo robotizado sobre un robot móvil estándar, en particular la plataforma TurtleBot,construido sobre la aspiradora autónoma Roomba. Así, el robot adquiere la capacidad para apartar o recoger objetos que pudieran molestarle en el cumplimiento de su tarea de limpieza. La detección e identificación se ha realizado mediante un sensor RGB-d (visión y profundidad), en particular el sensor Kinect de Microsoft. En resumen, se ha realizado un completo desarrollo, tanto software como hardware, de un brazo-robot y los elementos de percepción y control necesarios para su integración en la plataforma robótica móvil existente. El brazo robotizado a construir es de tipo RRR (es decir, con 3 articulaciones de rotación), con una muñeca de un grado de libertad y terminado en una pinza. La detección de objetos y guiado sencillo del brazo se realiza mediante el procesado de información capturada por el sensor RGB-d utilizado (Kinect). A partir de la nube de puntos en 3D que se obtiene de este sensor, se detectan objetos que aparezcan a lo largo de la trayectoria del robot y se calcula el punto de agarre donde sedirigirá el brazo. En más detalle, las tareas realizadas en este proyecto han sido las siguientes: A. Diseño y construcción del brazo robotizado: - Estudio de alternativas para su construcción, realización de planos 3D, solicitud depresupuestos para las piezas necesarias para construirlo. - Cálculo del modelo cinemático para el brazo robotizado. - Estudio, y puesta en marcha de un microcontrolador (Arduino Uno). - Montaje y programación del control del brazo robotizado desde Arduino. B. Estudio, instalación y familiarización con el entorno ROS (pseudo-sistema operativo utilizado para gestión de plataformas robóticas) y sensores relacionados, incluyendo:drivers OpenNI para comunicación con sensores Kinect; librerías PCL y OpenCV para facilitar las operaciones con imágenes 3D y 2D respectivamente; librerías para interacción entre ROS y Arduino C. Estudio e implementación del módulo de visión por computador con el sensor Kinect. Se han trabajado técnicas de segmentación de planos y agrupación en clusters para una detección sencilla de objetos/obstáculos sobre el suelo. D. Integración del control del brazo y el módulo de visión sobre el robot móvil: - Estudio del funcionamiento del robot-aspiradora y realización de un programa básico de control de movimiento del robot. - Implementación del programa principal que transmite la información obtenida por el sistema de visión al robot-aspiradora y al brazo-robot.

Free keyword(s): sistema de visión por computador ; brazo robotizado ; pcl ; kinect ; ros ; turtlebot ; roomba ; servomotores

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera