Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnfranseraiMD.pdf: 2426744 bytes, checksum: d0579aab855282deeac9bb5717c5ab5a (MD5) Previous issue date: 2002-08-02 / In conventional robot manipulator control, the desired path is specified in cartesian space and converted to joint space through inverse kinematics mapping. The joint references generated by this mapping are utilized for dynamic control in joint space. Thus, the end-effector position is, in fact, controlled indirectly, in open-loop, and the accuracy of grip position control directly depends on the accuracy of the available kinematic model. In this report, a new scheme for redundant manipulator kinematic control, based on visual servoing is proposed. In the proposed system, a robot image acquired through a CCD camera is processed in order to compute the position and orientation of each link of the robot arm. The robot task is specified as a temporal sequence of reference images of the robot arm. Thus, both the measured pose and the reference pose are specified in the same image space, and its difference is utilized to generate a cartesian space error for kinematic control purposes. The proposed control scheme was applied in a four degree-of-freedom planar redundant robot arm, experimental results are shown / No controle convencional de manipuladores rob?ticos, a trajet?ria desejada ? especificada em espa?o cartesiano e mapeada para espa?o de juntas atrav?s do modelo cinem?tico inverso do manipulador. As novas refer?ncias assim geradas s?o utilizadas para fins de controle din?mico em espa?o de juntas, desde modo a posi??o da garra ? controlada efetivamente em malha aberta e a precis?o do controle depende diretamente da precis?o do modelo cinem?tico dispon?vel. Esta disserta??o apresenta um novo algoritmo de controle cinem?tico para bra?os redundantes baseado em realimenta??o visual. No sistema proposto, a imagem do rob? ? captada por uma c?mera e processada, para obter a posi??o e orienta??o de cada um dos elos do rob?. A trajet?ria do rob? ? especificada na forma de uma seq??ncia temporal de imagens de refer?ncia do bra?o rob?tico. Assim, ambas as poses, a medida e a de refer?ncia s?o especificadas no mesmo espa?o de imagem e a sua diferen?a ? utilizada para gerar um erro em espa?o cartesiano para prop?sitos de controle cinem?tico. O esquema de controle proposto foi aplicado a um manipulador redundante planar de quatro graus de liberdade, resultados experimentais s?o apresentados

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AllanAAFS.pdf: 1304979 bytes, checksum: 691afb58d42d67dd5158ddcf00b02ce5 (MD5) Previous issue date: 2005-03-22 / This work proposes a kinematic control scheme, using visual feedback for a robot arm with five degrees of freedom. Using computational vision techniques, a method was developed to determine the cartesian 3d position and orientation of the robot arm (pose) using a robot image obtained through a camera. A colored triangular label is disposed on the robot manipulator tool and efficient heuristic rules are used to obtain the vertexes of that label in the image. The tool pose is obtained from those vertexes through numerical methods. A color calibration scheme based in the K-means algorithm was implemented to guarantee the robustness of the vision system in the presence of light variations. The extrinsic camera parameters are computed from the image of four coplanar points whose cartesian 3d coordinates, related to a fixed frame, are known. Two distinct poses of the tool, initial and final, obtained from image, are interpolated to generate a desired trajectory in cartesian space. The error signal in the proposed control scheme consists in the difference between the desired tool pose and the actual tool pose. Gains are applied at the error signal and the signal resulting is mapped in joint incrementals using the pseudoinverse of the manipulator jacobian matrix. These incrementals are applied to the manipulator joints moving the tool to the desired pose / Este trabalho prop?e um esquema de controle cinem?tico, utilizando realimenta??o visual para um bra?o rob?tico com cinco graus de liberdade. Foi desenvolvido um m?todo que utiliza t?cnicas de vis?o computacional, para a determina??o da posi??o e orienta??o cartesiana tridimensional (pose) do bra?o rob?tico a partir da imagem do mesmo fornecida por uma c?mera. Um r?tulo triangular colorido ? disposto sobre a garra do manipulador rob?tico e regras heur?sticas eficientes s?o utilizadas para obter os v?rtices desse r?tulo na imagem. M?todos num?ricos s?o usados para recupera??o da pose da garra a partir desses v?rtices. Um esquema de calibra??o de cores fundamentado no algoritmo K-means foi implementado de modo a garantir a robustez do sistema de vis?o na presen?a de varia??es na ilumina??o. Os par?metros extr?nsecos da c?mera s?o calibrados usando-se quatro pontos coplanares extra?dos da imagem, cujas posi??es no plano cartesiano em rela??o a um referencial fixo s?o conhecidas. Para duas poses distintas da garra, inicial e final, adquiridas atrav?s da imagem, interpola-se uma trajet?ria de refer?ncia em espa?o cartesiano. O esquema de controle proposto possui como sinal de erro a diferen?a entre a pose de refer?ncia e a pose atual da garra. Ap?s a aplica??o de ganhos, o sinal de erro ? mapeado em incrementos de junta utilizando-se a pseudoinversa do jacobiano do manipulador. Esses incrementos s?o aplicados ?s juntas do manipulador, deslocando a garra para a pose de refer?ncia