Desenvolvimento de um sistema óptico para medição da pose de estruturas na montagem deequipamentos de grande porte

Abstract

O controle de manipuladores robóticos é uma tarefa fundamental para garantir a precisão e a confiabilidade dos processos industriais. A aquisição em tempo real de dados de pose de alta precisão de um manipulador, de modo a permitir a correção de erros on-line, geralmente exige equipamentos de alto custo. Neste trabalho exploramos o emprego de marcadores fiduciais de realidade aumentada e uma câmera digital estéreo como uma alternativa de baixo custo para rastrear a pose de uma plataforma Stewart. Três abordagens foram implementadas e avalia- das. A primeira consiste em obter a pose do robô usando apenas um marcador fiducial. A segunda afirma a pose de um ponto em meio a um plano gerado pelas informações de posição de três marcadores. E a terceira repete a última, adicionando um algoritmo de fotogrametria. Fusão de dados é implementada no terceiro cenário. A detecção e computação de marcadores fiduciais é realizada pela biblioteca ArUco, usando o ambiente ROS codificado em C++. O algoritmo de fotogrametria é implementado por meio da biblioteca OpenCV, também codifi- cada em C++. A câmera estereoscópica empregada foi um modelo ZED2. Seus parâmetros intrı́nsecos e extrı́nsecos de câmera são fornecidos pelo fabricante. Uma estação total robótica foi empregada na calibração do sistema coordenado. A melhor estratégia resultou em erros médios de posicionamento inferiores a 1 mm, e erros de orientação inferiores a 0,2 graus, com respeito à posição nominal especificada pela plataforma Stewart previamente calibrada.