Tutor 1

Tumialán Borja, José Antonio

Resumen

En un futuro los robots van a ser una parte natural de nuestra vida, para esto es importante que puedan interactuar de manera natural con las personas y que además puedan aprender cómo realizar nuevas tareas. Por medio de la programación por demostración, el usuario puede “explicar” la ejecución de una tarea a un robot mostrándole como se realiza sin necesidad de un lenguaje complicado. En este proyecto se desarrolló un sistema con en el cual el usuario puede generar programas para un robot manipulador sin la necesidad de tener conocimientos de programación o de robótica. El sistema propuesto permite la programación offline por demostración, por lo que para realizar la programación no es necesario tener disponible el robot físico. El sistema consiste en la generación de un programa para un robot manipulador en donde la trayectoria del efector final va a imitar la trayectoria que el usuario ejecute con su mano. Para generar el programa, el usuario debe realizar con la palma de su mano la trayectoria que quiere que el robot ejecute, el seguimiento de la mano se hace por medio de una cámara RGB-D, en este caso se utilizó un dispositivo Kinect(TM), y con la ayuda de técnicas de realidad aumentada se desarrolló una aplicación en la que el usuario puede grabar la trayectoria realizada con su mano, filtrarla, y finalmente simular y generar un programa para un robot manipulador que ejecuta dicha trayectoria. El programa generado se puede pasar por USB directamente al controlador del robot o a un sistema de programación de robots offline para realizar un ajuste fino de la trayectoria. Para el desarrollo del proyecto se realizó un estudio del seguimiento de la mano utilizando solamente imágenes de profundidad, se desarrollaron tres algoritmos para la segmentación y seguimiento de la posición de la mano y se modificó un algoritmo ya existente para el seguimiento de la orientación de la palma de la mano. Los algoritmos de segmentación y seguimiento de la posición de la mano funcionan en tiempo real y tienen un costo computacional bajo por lo que no necesitan un computador de altas prestaciones para funcionar. De los tres algoritmos, el que mejor se comportó funciona de 45 a 54 FPS, con un error de aproximadamente 17mm. Por otro lado el algoritmo de seguimiento de la orientación de la mano si tiene un costo computacional alto, para hacerlo funcionar en tiempo real fue necesaria la aceleración por GPU en donde se obtuvo una frecuencia de 12 FPS. En las pruebas realizadas para el algoritmo de seguimiento de la posición y orientación de la mano se obtuvo un error en promedio de 5mm para la posición y 6.8 grados sexagesimales para la orientación. Las pruebas se hicieron en un computador con un procesador Intel Xeon X5550 de 4 núcleos de 2.67 GHz, 4 GB de memoria RAM y con una tarjeta de video NVIDIA GeForce GTX 560 Ti, el robot utilizado fue el Motoman HP20D.

Palabras clave

Robótica, Cámaras rgb-d, Kinect, Robot manipulador, Realidad aumentada, CUDA, Seguimiento de la mano

Tipo de documento

Trabajo de grado - Pregrado

Licencia Creative Commons

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Fecha de elaboración

2014

Programa académico

Ingeniería en Automatización

Facultad

Facultad de Ingeniería

Publisher

Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería en Automatización

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