Robots móveis no Vislab, Labmate e Scouts

Proposta de Trabalho Final de Curso 2005/2006

Visual Link: Localização cooperativa de robots móveis baseada em visão e movimento

Orientação:

Prof. Orientador: José Gaspar

Prof. Co-orientador: José Santos-Victor

Enquadramento:

A criação de equipas de robots móveis permite encontrar soluções eficientes para problemas de maior dimensão que os resolvidos pelos robots individuais. Por exemplo uma equipa de robots pode dividir uma área de acção e assim aumentar a área de acção total, pode repartir uma tarefa e assim realizá-la mais rapidamente, pode combinar ferramentas distintas de vários robots e portanto atingir objectivos mais abrangentes. As aplicações são variadas, desde tarefas de Busca e Salvamento, passando por tarefas de Vigilância e Segurança indo até aplicações como a Construção Civil. Um aspecto comum que une estas aplicações é a cooperação entre robots. Em particular os robots devem cooperar para ligar os seus sistemas de coordenadas de navegação de modo a ser possível partilhar ou cumprir em conjunto os objectivos das aplicações.

Objectivo:

Neste trabalho pretende-se relacionar os sistemas de coordenadas de dois robots móveis utilizando sensores de visão e odometria a bordo dos robots. Cada um dos robots tem um movimento conhecido e segue visualmente o outro robot o que permite ao fim de algum tempo estimar a pose relativa dos robots.

Descrição:

Cada robot tem, desde que é ligado, um sistema de coordenadas associado e que mantém ao longo do seu tempo de operação. Este sistema de coordenadas é usualmente inicializado a zero, ou seja considera-se que o sistema de coordenadas marca o ponto de arranque do robot. Por esta razão dois robots terão normalmente sistemas de coordenadas distintos. Neste trabalho pretende-se relacionar os sistemas de coordenadas de dois robots utilizando sensores de visão e de odometria a bordo dos robots.

Fig.1: Trabalho cooperativo de robots. Tarefa de vigilância partilhada.

O sensor de visão na sua utilização mais directa, fornece somente dados de orientação (azimute e elevação) do objecto observado. Em particular não fornece a distância entre robots nem a orientação em que um robot se está a deslocar. Conhecendo os movimentos (incrementais) próprios de cada robot e seguindo visualmente o outro robot, é possível obter a localização relativa dos dois robots ao fim de algum tempo, com técnicas de filtragem que fundem progressivamente os dados sensoriais.

Resultado esperado:

No final do TFC os alunos intervenientes terão enriquecido a sua experiência nos seguintes campos:

* Visão por computador

* Fusão sensorial

No final do trabalho espera-se obter:

* Demonstração da estimação da pose relativa de dois robots em simulação e com os robots reais.

Referências:

[Montesano05] "Fusing Vision-Based Bearing Measurements and Motion to Localize Pairs of Robots", L. Montesano, J. Gaspar, J. Santos-Victor, L. Montano, ICRA-2005 Workshop on Cooperative Robotics.

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Mais TFCs em Visão por Computador e Robótica:

http://omni.isr.ist.utl.pt/~jag