Sistema multi-cámara para la reconstrucción volumétrica de objetos 3D

Hernández Murillo, Enrique
López Nicolás, Gonzalo (dir.) ; Aragüés Muñoz, María Rosario (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2019
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Máster Universitario en Ingeniería Industrial

Resumen: Este trabajo se centra en el estudio y posterior implementación de un algoritmo distribuido para tareas de percepción de objetos deformables, así como el desarrollo de la arquitectura software apropiada para su implementación. Este algoritmo se encuentra dentro del campo del control cooperativo de sistemas multi-agente. Dentro de este marco de trabajo, la reconstrucción volumétrica de objetos es esencial en la manipulación robótica. Construir el modelo 3D de un objeto es un problema complejo que involucra aspectos como el modelado, el control, la percepción o la planificación.
El principal objetivo consiste en desarrollar, una arquitectura software que reconstruya un objeto en movimiento sujeto a deformaciones, mediante un equipo de robots, de manera que se perciba instantáneamente los cambios producidos en la superficie del objeto. La realización de esta tarea requiere la disposición del conjunto de todos los diferentes puntos de vista que cubran la superficie del objeto. Una sola cámara tardaría demasiado tiempo en la percepción de la superficie global de puntos alrededor del objeto sujeto a deformaciones, sin embargo, un escenario multi-cámara permite desempeñar la reconstrucción del objeto de una forma eficiente. Además, debido a las limitaciones de la cámara, como el campo de visión limitado o las
auto-oclusiones, es esencial utilizar una estrategia de configuración eficaz para seleccionar las vistas adecuadas que proporcionen más información sobre el objetivo.
En este trabajo, se empiezan explicando conceptos básicos de la teoría de grafos, así como algunos preliminares matemáticos empleados en los sistemas multi-agente, y se presentan de forma detallada los algoritmos de consenso en tiempo discreto a través de simulaciones. Posteriormente se detalla una arquitectura multi-cámara basada en el ROS, así como la implementación de una estrategia de consenso, que permite la reconstrucción del objeto deformable. Para validar y analizar las propuestas desarrolladas, se llevan a cabo diversas simulaciones comparando el comportamientode varias estrategias, así como su correcto funcionamiento.
Este trabajo se encuentra enmarcado en el proyecto europeo ,NDIA que aborda es el diseño e implementación de sistemas multi-robot para tareas de
percepción de objetos deformables. Parte de este trabajo se presentó en las jornadas de jóvenes investigadores del I3A (Instituto Universitario de Investigación en Ingeniería en Aragón) de 2019. También se ha publicado un artículo en el congreso internacional ETFA2019 (Emerging Technologies and Factory Automation). Este trabajo ha sido apoyado por el proyecto ,NDIA SOE2/P1/F0638 (Programa Interreg Sudoe, FEDER) y PGC2018-098719-B-I00 (MCIU/AEI/FEDER, UE).

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master