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September, 2011 Luiz Eduardo Galvão Martins, Ph.D. Development of Computer Vision Applications for Mobile Robotic Platforms.

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1 September, 2011 Luiz Eduardo Galvão Martins, Ph.D. UNIFESPXBotlegmartins@unifesp.br Development of Computer Vision Applications for Mobile Robotic Platforms Desenvolvimento de Aplicações de Visão Computacional para Plataformas de Robótica Móvel

2 • Evolução da Robótica • Robótica Móvel Terrestre • Plataformas de Robótica Móvel para Pesquisa • A Plataforma RoboDeck • Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel • A Empresa XBot • Comentários Finais Agenda 2

3 • Robótica Ciência e técnica da concepção, construção e utilização de robôs • Robô Segundo Ronald Arkin, do Instituto de Tecnologia da Geórgia (Estados Unidos), “um robô é uma máquina capaz de extrair informações do ambiente e usar conhecimento sobre o mundo de modo a se mover com segurança e com um propósito” Evolução da Robótica

4 1495 - 1926 1942 - 1963 1969 - 1989 1993- 1999 2000 - 2011 Fonte: http://robotics.ece.auckland.ac.nz

5 • A robótica móvel pode ser classificada, entre outras formas, de acordo com o meio físico de locomoção dos robôs: Evolução da Robótica 5 Terrestre Aéreo Aquático

6 • Navegação em ambientes internos estruturados (ou não) • Navegação em ambientes externos estruturados (ou não) • Mapeamento de ambientes • Sistemas de auxílio à condução de veículos – Detecção de pedestres – Detecção de placas de sinalização – Estacionamento autônomo de veículos – Comboios automatizados – Outros Robótica Móvel Terrestre 6

7 • Pioneer – MobileRobots USA • Create – Irobot USA • Mindstorms NXT – LEGO Denmark • Robotic Mobility Platform – Segway USA • RoboDeck – Xbot Brazil Plataformas de Robótica Móvel para Pesquisa 7

8 • O RoboDeck é uma plataforma robótica projetada para fins educacionais e de pesquisa na área de robótica móvel A Plataforma RoboDeck

9 Indoor 9

10 A Plataforma RoboDeck 10

11 A Plataforma RoboDeck 11

12 A Plataforma RoboDeck • Distribuição do sensoriamento do RoboDeck 12

13 A Plataforma RoboDeck • Visão geral da arquitetura de software do RoboDeck 13

14 A Plataforma RoboDeck • MAP contextualizado na placa de alta performance 14

15 A Plataforma RoboDeck • A placa de alta performance 15

16 • Oferecer ao robô capacidade de visão computacional, por meio de algoritmos de processamento de imagens – Algoritmos para reconhecimento de cores – Algoritmos para reconhecimento de formas (objetos) – Algoritmos para perseguição de objetos pré- definidos (tracking) Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 16

17 void reconheceCirculoNaImagem() { IplImage* img = cvLoadImage("figuras.jpg", 1); IplImage* gray = cvCreateImage(cvGetSize(img), 8, 1); CvMemStorage* storage = cvCreateMemStorage(0); cvCvtColor(img, gray, CV_BGR2GRAY); cvSmooth(gray, gray, CV_GAUSSIAN, 9, 9); CvSeq* circles = cvHoughCircles(gray, storage,CV_HOUGH_GRADIENT, 2, gray->height/4, 200, 100); printf("%f",circles); int i; for (i = 0; i total; i++) { printf("\ncírculo na cena "); float* p = (float*)cvGetSeqElem( circles, i ); cvCircle( img, cvPoint(cvRound(p[0]),cvRound(p[1])), 3, CV_RGB(0,255,0), -1, 8, 0 ); cvCircle( img, cvPoint(cvRound(p[0]),cvRound(p[1])), cvRound(p[2]), CV_RGB(255,0,0), 3, 8, 0 ); } cvNamedWindow( "circles", 1 ); cvShowImage( "circles", img ); cvNamedWindow( "smooth", 2 ); cvShowImage( "smooth", gray ); } Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 17

18 int main(int argc, char *argv[]) { Camera *camera = new Camera(); IplImage *templ = cvLoadImage("seta_direita.png"); cvNamedWindow(mainWindowName); img = camera->NextFrame(); TemplateMatch *match = new TemplateMatch(img, templ); CvPoint *pos = &cvPoint(0, 0); double maxVal = 0; while(true) { cvMinMaxLoc(match->Match(), 0, &maxVal, pos); if(maxVal > THRESHOLD)match->DrawRect(pos); cvShowImage(mainWindowName, match->GetImg()); match->SetImg(camera->NextFrame()); if(cvWaitKey(10) == 27) break; } cvDestroyWindow(mainWindowName); delete match; delete camera; return 0; } Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 18

19 Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 19 Acionamento dos comandos robóticos: • MOTOR_Move(Motor nMotor, s16 intensity); • MOTOR_DirectionMove(Wheel nWheel, s8 Angulo);

20 • Robô Vigilante – Rondas em rotas pré-estabelecidas (trajetos com sinais) – Monitoramento de objetos (portas, janelas com marcações especiais) – Acionamento do sistema central de segurança – Comunicação com vigias humanos Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 20

21 • Robô Vigilante – Aplicações • Galpões industriais • Áreas de convívio em condomínios • Escolas • Repartições públicas • Shopping Mall Aplicativos de Visão Computacional Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 21

22 • Robô Vigilante Aplicativos de Visão Computacional Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 22

23 • Esquadrilha de Robôs Vigilantes Aplicativos de Visão Computacional Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 23

24 • Robô Entregador – Programação de rotas a ser percorridas dentro do ambiente de entrega – Ativação do robô por meio de fala – Capacidade de desviar de pessoas e outros objetos – Associação de sinais aos trajetos – Aviso automático da entrega realizada – Aplicações • Armazéns, supermercados, galpões industriais, hospitais, bibliotecas Comentários Finais Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 24

25 Comentários Finais Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel 25 • Robô Entregador – Aplicações • Armazéns, supermercados, galpões industriais, hospitais, bibliotecas P2P2 P4P4 P3P3 P1P1

26 • Robô Guia – Auxílio a pessoas em ambientes complexos • “follow me workstation” – Interação via terminal touchscreen – Interação via reconhecimento de fala – Capacidade de desvio de obstáculos e pessoas – Aplicações: • Aeroportos, centro de convenções, museus, repartições públicas Comentários Finais Aplicações de Visão Computacional na Robótica Móvel Onde encontro... ? Siga-me ! 26

27 A Empresa XBot 27

28 A Empresa XBot

29 Comentários Finais • A robótica está mais presente no dia-a-dia das pessoas • Visão Computacional ajudando a melhorar a autonomia dos robôs móveis • Plataforma RoboDeck como alternativa atrativa para o desenvolvimento de pesquisas e protótipos na área de robótica móvel • Tendência futura: comunicação, interação, colaboração e inteligência coletiva 29

30 Contato Agradecimentos Luiz Eduardo Galvão Martins, Ph.D. legmartins@unifesp.br luiz@xbot.com.br 30


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