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Controle de Robôs Móveis por Visão Computacional (QRPO) - KBO


Objetivos

Os códigos de barras, já comuns em ambientes comerciais e supermercados, são aplicados em
diversas situações como meio de registrar e adquirir, automática e rapidamente, dados por meio de
leitura por dispositivos eletrônicos. Os códigos de barras não incorporam recursos que permitam
a identificação de sua posição e orientação nos momentos de leitura, recursos estes essenciais
em diversas áreas, como a Realidade Aumentada (RA) e Robótica Móvel (RM). Este trabalho
fez um levantamento das aplicações em RA e RM e constatou-se que diversas tecnologias são
utilizadas para registro de dados e aquisição de posição e orientação, às vezes juntas e às vezes
isolada, tais como sensores, câmeras e mapas. Por isto, foi desenvolvido um código de barras
com capacidade de aquisição de posição e orientação no espaço tridimensional. A elaboração
do código de barras enriquecido, denominado QRPO, foi alcançada por meio do cálculo da
Transformada Linear Direta sobre um código de barra bidimensional padronizado, do tipo QR
Code e com forma quadrada, o que permitiu a extração dos parâmetros de translação, rotação e
escala com referência ao dispositivo de captura, no caso uma webcam de baixo custo. Com isto,
foram desenvolvidas versões do QRPO para serem aplicadas tanto para Realidade Aumentada
(sem uso de uma borda) quanto para Robótica Móvel (com o uso da borda): para a primeira,
foram feitos programas e testes que validaram a robustez e eficiência no cálculo da posição e
orientação e a corretude na leitura de dados; para a segunda, foi elaborada uma solução para o
problema de exploração de um ambiente desconhecido, denominado problema do “rato-queijo”,
desde a sua concepção até a definição da estratégia de controle de movimentação, passando pela
implantação e testes. Esta aplicação demonstrou que é possível com uma única câmera, conduzir
um robô móvel adquirindo posição, orientação e dados de forma eficiente e dispensando o uso
de sensores adicionais, apenas com o uso do QRPO. Assim, o resultado deste trabalho, o QRPO,
representa um novo código de barras enriquecido com a capacidade de representação de dados e
aquisição de posição e orientação e com ampla aplicabilidade.

 

ALCANTARA, Marlon F. Códigos de Barras Bidimensionais com Identificação de Posição
e Orientação no Espaço Tridimensional. 2012. Nf. Dissertação (Mestrado Profissional em
Engenharia Elétrica – Área: Automação de Sistemas) – Universidade do Estado de Santa Catarina,
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Joinville, 2012.



Data de Início: 01/03/2010
Data de Término: 30/07/2012
Site do Projeto: ../qrpo/


Participantes


Material

Domingo, 19 de Maio de 2024