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Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC Centro de Ciências Tecnológicas - CCT.

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1 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC Centro de Ciências Tecnológicas - CCT Geração de Cenários Variados Não Colidentes para um Ambiente Virtual Robótico Rejane Gomes dos Santos Alessandro Dorow Marcelo da Silva Hounsell

2 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 2 Estrutura da Apresentação O Projeto do Simulador Scorbot ER-4PC A Geração de Cenários Perguntas

3 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 3 O Projeto do Simulador ER-4PC Robô manipulador Scorbot ER-4PC da Eshed Robotec, com 5 DOF

4 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 4 O Projeto do Simulador ER-4PC Aspectos motivadores: -Segurança ( pessoas e equipamentos) -Custo ( - $ ) -Escalabilidade ( + pessoas)

5 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 5 O Projeto do Simulador ER-4PC 1 a Fase – Cinemática Direta e Inversa 2 a Fase – Linguagem de Programação 3 a Fase A – Detecção de Colisões 3 a Fase B – Raciocínios de Pega 3 a Fase C – Ferramenta de E-learning...

6 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 6 O Projeto do Simulador ER-4PC 1 a Fase – Cinemática Direta e Inversa

7 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 7 O Projeto do Simulador ER-4PC 1 a Fase – Cinemática Direta e Inversa Fonte: Zwiertes, 2004.

8 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 8 O Projeto do Simulador ER-4PC 2 a Fase – Linguagem de Programação

9 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 9 O Projeto do Simulador ER-4PC 3 a Fase A e B

10 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 10 O Projeto do Simulador ER-4PC 3 a Fase A Implementação dividida em três sub-problemas –Geração de Objetos –Pseudo – Pega Objetos –Detecção de Colisão

11 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 11 O Projeto do Simulador ER-4PC VRML x JAVA (1-2) A integração entre as linguagens Java e VRML pode ser feita através do uso da External Authoring Interface (EAI) que conecta o plug-in VRML à Java Virtual Machine do browser. (Marrin, 1997)

12 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 12 O Projeto do Simulador ER-4PC VRML x JAVA (2-2) A comunicação se dá através dos diversos tipos de eventos VRML, manipulados pelo Nó Script que permite dar um comportamento individual aos objetos do ambiente (Marrin, 1997). Requisitos para funcionamento: –Máquina Virtual Java: SDK –Editor Java Eclipse: –Correta Configuração Variáveis de ambiente para o pacote corteai.zip(EAI2) – Cortona

13 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada A Geração de Cenários

14 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada A Geração de Cenários

15 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada A Geração de Cenários Objetivo: –Distribuição de objetos na mesa de trabalho –Criação de cenários distintos pela aleatoriedade Condições para Implementação: –Quantidade / Tipos Geométricos –Não Colisão entre objetos ou com base. –Coerência Espacial e Volume Envolvente Geração de Objetos

16 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada A Geração de Cenários Geração de Objetos Diagrama de Classes Simplificado

17 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada A Geração de Cenários Geração de Objetos Diagrama de Classes Simplificado

18 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada A Geração de Cenários

19 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 19 A Geração de Cenários Classes Detalhadas -Tipos Geométricos:

20 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 20 A Geração de Cenários Classes Detalhadas -Tipos Geométricos:

21 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 21 A Geração de Cenários Geração de Objetos

22 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 22 Objetivos: –Adiciona-Remove objeto mais próximo à estrutura da garra –Pseudo-pega: Realizar testes de colisão considerando Ponta Restrições: –Considerar novo Volume envolvente para a ponta do robô Pega de Objetos

23 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 23 Pega de Objetos

24 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 24 Pega de Objetos

25 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 25 OBB - Volume envolvente Escolhido –Melhor Ajuste aos membros do Robô ; –Boa adaptação na rotação dos objetos; DC dividida em duas fases: –Broad Phase Enumeração de possíveis pares colidentes –Narrow Phase Identificação da existência de contato Detecção de Colisão

26 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 26 Definição das Obb's para o Scorbot Zwiertes(2004) utiliza notação sistemática para atribuir um sistema de coordenadas ortonormal com a regra da mão direita, para cada elo numa cadeia cinemática aberta de elos; Essa notação será necessária para definição dos eixos da Obb dos elos do robô. Detecção de Colisão

27 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 27 Coerência Espacial –Divisão do volume de trabalho em duas regiões, que serão representadas por listas que contêm os objetos ali localizados; Coerência Semântica –Eliminação de pares quem não possuem qualquer possibilidade de colisão pela avaliação do ambiente. Detecção de Colisão

28 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 28 Detecção de Colisão

29 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 29 Detecção de Colisão

30 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 30 Detecção de Colisão

31 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 31 Detecção de Colisão

32 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 32 Referências Diehl, D. C. (2004). Ambiente Virtual para Manipulação de uma Célula Robotizada. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, p 61. Gottschalk, S., Lin, M And Manocha D. (1996). OBB Tree: A hierarchical structure for rapid interference detection. In: Proc. Siggraph96, p Groover, M.P. (1989). Robótica tecnologia e programação. 1 ed., McGraw-Hill, São Paulo. ESHED ROBOTEC. (1982). Scorbot ER-4PC Users Manual. Rosh Haayin Israel, p 38. Lin, M.; Manocha, D. (2003). Collision and proximity queries. In: CRC Handbook of Discrete and Computational Geometry, 2 ed., Boca Raton. Marrin, C. (1997). Proposal for a VRML 2.0 Informative Annex External Authoring Interface Reference. Silicon Graphics. Redel R.; Hounsell M. da S. (2004). Implementação de Simuladores de Robôs com o Uso da Tecnologia de Realidade Virtual, CBCOMP, Brasil, p 6. Rohrmeier, Martin (2000). Web based robot simulation using vrml. In WSC00: Proceedings of the 2000 Winter Simulation Conference (WSC00) - Volume 2, pages 1525–1528, Washington, DC, USA, IEEE Computer Society. Santos, R. G. (2006) Detecção de Colisão na Movimentação de um Robô Virtual, Trabalho de conclusão do curso (em desenvolvimento), Departamento de Ciência da Computação, Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Novembro. SimuRob (2007) Site: Acessado em10/07/2007. Spong, Mark. W., Vidyasagar, M. (1989) Robot Dynamics and Control, New York; J. Wiley. Taddeo, L. da S. (2005). Detecção de colisão utilizando grids e octrees esféricas para ambientes gráficos interativos. Dissertação de Mestrado em Informática Aplicada da Universidade de Fortaleza, Ceará, p 103. Jiménez, P.; Thomas, F.; Torras, C. 3D collision detection a survey. In: Computer and Graphics, Volume 25, Number 2, p , April 2001.

33 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 33 DÚVIDAS? SUGESTÕES?

34 Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada 34 Obrigado ! www2.joinville.udesc.br/~larva


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