Rejane Gomes dos Santos Marcelo da Silva Hounsell 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

Estrutura da Apresentação O Projeto do Simulador Scorbot ER-4PC A Geração de Cenários Perguntas

O Projeto do Simulador ER-4PC Robô manipulador Scorbot ER-4PC da Eshed Robotec, com 5 DOF

O Projeto do Simulador ER-4PC Aspectos motivadores: Segurança ( pessoas e equipamentos) Custo ( - $ ) Escalabilidade ( + pessoas)

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

O Projeto do Simulador ER-4PC 1a Fase – Cinemática Direta e Inversa

O Projeto do Simulador ER-4PC 1a Fase – Cinemática Direta e Inversa Fonte: Zwiertes, 2004.

O Projeto do Simulador ER-4PC 2a Fase – Linguagem de Programação

O Projeto do Simulador ER-4PC 3a Fase A e B

O Projeto do Simulador ER-4PC 3a Fase A Implementação dividida em três sub-problemas Geração de Objetos Pseudo – Pega Objetos Detecção de Colisão

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)

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 1.3.1 Editor Java Eclipse: 2.1.1 Correta Configuração Variáveis de ambiente para o pacote corteai.zip(EAI2) – Cortona

A Geração de Cenários

A Geração de Cenários

Geração de Objetos 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

A Geração de Cenários Geração de Objetos Diagrama de Classes Simplificado

A Geração de Cenários Geração de Objetos Diagrama de Classes Simplificado

A Geração de Cenários

A Geração de Cenários Classes Detalhadas -Tipos Geométricos:

A Geração de Cenários Classes Detalhadas -Tipos Geométricos:

A Geração de Cenários Geração de Objetos

Pega de Objetos Objetivos: Restrições: 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

Pega de Objetos

Detecção de Colisão 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

Definição das Obb's para o Scorbot Detecção de Colisão 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 Coerência Espacial Coerência Semântica 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

Detecção de Colisão

Detecção de Colisão

Detecção de Colisão

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. Siggraph’96, p 171-180. Groover, M.P. (1989). Robótica tecnologia e programação. 1 ed., McGraw-Hill, São Paulo. ESHED ROBOTEC. (1982). Scorbot ER-4PC User’s Manual. Rosh Ha’ayin 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. http://graphcomp.com/info/specs/eai.html 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 WSC’00: Proceedings of the 2000 Winter Simulation Conference (WSC’00) - Volume 2, pages 1525–1528, Washington, DC, USA, 2000. 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: http://www.cea-ifac.es/actividades/jornadas/XXV/documentos/7-arancoaelt.pdf. 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. 269-285, April 2001.

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