Desenvolvimento de um robô hexápode autônomo com processamento digital de imagem implementado em Raspberry PI

dc.contributor.advisorMori, Ricardo Naoki Mori
dc.contributor.authorLetang, Rodrigo Barbosa
dc.date.accessioned2017-10-03T14:19:15Z
dc.date.available2017-10-03T14:19:15Z
dc.date.issued24/04/2015
dc.description.abstractAtualmente muitos dos sistemas robóticos são desenvolvidos com algum tipo de inspiração na natureza, buscando alcançar a flexibilidade e a eficiência de sistemas biológicos. Um exemplo são os robôs hexápodes, robôs de seis pernas cujos movimentos procuram imitar os movimentos de insetos, caminhando com dois grupos de três pernas de forma alternada, proporcionando estabilidade ao robô, flexibilidade nos movimentos e mobilidade em superfícies irregulares. Com esses atributos os robôs hexápodes podem ser utilizados na exploração de terrenos irregulares, locais inóspitos ou de difícil acesso aos humanos. Este projeto consiste no desenvolvimento em sistema embarcado de um robô hexápode autônomo (Beetle-I) com processamento digital de imagem implementado em Raspberry Pi, para estudos nas áreas de sistemas robóticos autônomos com locomoção por pernas e visão robótica. O robô possui três graus de liberdade em cada uma das seis pernas, é dotado de uma câmera para capturar imagens e utiliza também um sensor de distância que permite ao robô detectar obstáculos. Os movimentos de cada perna do robô são executados calculando-se a cinemática inversa para cada ponto de uma trajetória discretizada, determinando-se assim os ângulos necessários nos eixos de cada junta, que por sua vez são convertidos em sinal de controle PWM para os servomotores. Este controle foi implementado em um Controlador Digital de Sinais (DSC), um dispositivo híbrido que combina as funcionalidades de um microcontrolador com a capacidade de processamento de um Processador Digital de Sinais (DSP). O Robô Hexápode Beetle-I é capaz de reconhecer a presença de uma bola de tênis verde em um cenário neutro, em que não ocorra camuflagem do objeto. O processamento digital de imagem e a detecção de distância foram implementados em um Raspberry Pi, um computador integrado em uma única placa com um sistema Linux Raspbian. Foi previsto também uma conexão entre o Raspberry Pi e o Controlador Digital de Sinais (DSC) para possibilitar uma implementação futura de um controle de navegação do robô no Raspberry Pi.pt_BR
dc.description.abstract2Currently many of robotic systems are developed with some kind of inspiration in nature, seeking to get flexibility and the efficiency of biological systems. An example are the hexapod robots, six-legged robots which movements try to imitate the movements of the insects, walking with two groups of three legs alternately, providing stability to the robot, flexibility in movement and mobility on irregular surfaces. With these attributes the hexapod robots can be used in exploration of irregular terrains, inhospitable places or places with difficult access to humans. This project involves the development in an embedded system of an autonomous hexapod robot (Beetle-I) with digital image processing implemented on Raspberry Pi, to studies in the areas of autonomous robotic systems with legged locomotion and robotic vision. The robot has three degrees of freedom in each one of the six legs, is equipped with a camera to capture images and also uses a distance sensor that allow the robot to detect obstacles. The movements of each "leg" of the robot are performed by calculating the inverse kinematics for each point of a discretised trajectory, determining the angles required in each joint axes, which in turn is converted into PWM control signal for servomotors. This control was implemented in a Digital Signal Controller (DSC), a hybrid device that combines the functionalities of a microcontroller with the processing capacity of a Digital Signal Processor (DSP). The Hexapod Robot Beetle-I is able to recognize the presence of a green tennis ball on a neutral scenario, where doesn’t occurs the object camouflage. The digital image processing and the distance detection was implemented on a Raspberry Pi, an integrated computer on a single board with a Raspbian Linux system. It was also planned a connection between the Raspberry Pi and the Digital Signal Controller (DSC) to enable a future implementation of a robot navigation control on the Raspberry Pi.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.bibliographicCitationLETANG, Rodrigo Barbosa. Desenvolvimento de um robô hexápode autônomo com processamento digital de imagem implementado em Raspberry Pi. Orientador: Prof. Dr. Ricardo Naoki Mori. Coorientador: Prof. Dr. Alexandre Brincalepe Campo. 2015. 87 f.: il. Dissertação (Mestrado Profissional em Automação e Controle de Processos) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, IFSP, 2015.
dc.identifier.urihttp://repo.ifsp.edu.br/123456789/54
dc.identifier2.lattes6049226886788042
dc.publisherIFSP
dc.publisher.campiSÃO PAULO
dc.publisher.programMestrado Profissional em Automação e Controle de Processos
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subject.keywordsrobô hexápode
dc.subject.keywordsprocessamento digital de imagem
dc.subject.keywordsRaspberry Pi
dc.subject.keywordscinemática inversa
dc.subject.keywordsDSC
dc.titleDesenvolvimento de um robô hexápode autônomo com processamento digital de imagem implementado em Raspberry PIpt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of an autonomous hexapod robot with digital image processing implemented on Raspberry PI
dc.typeTeses e Dissertações
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