Desenvolvimento de um sistema de visão computacional estéreo de baixo custo para determinação da pose de uma Plataforma de Stewart

Abstract

Alguns processos industriais dependem do controle de pose de robôs manipuladores com certa precisão, o que geralmente requer equipamentos de alta qualidade e custo. Pesquisas realizadas no laboratório LGI da UFSC utilizando processamento de imagens, uma câmera de alto desempenho e marcadores fiduciais já foram desenvolvidas e apresentaram resultados de precisão competitivos comparado à equipamentos de medição sofisticados. Neste trabalho, foram empregadas duas webcams como uma alternativa acessível e barata em relação à câmeras de alta precisão para medir a pose de uma Plataforma de Stewart utilizando três marcadores fiduciais. Foram fixados três marcadores ArUco em uma Plataforma de Stewart e foi realizada a medição da pose com o sistema estéreo desenvolvido. Inicialmente as câmeras foram calibradas utilizando um \textit{checkerboard} e algoritmos da biblioteca OpenCV para obter os parâmetros de câmera a serem utilizados no processamento das imagens. A detecção e cálculo de pose com os marcadores fiduciais é realizada pela biblioteca ArUco, usando uma aplicação em ROS em C++ adaptada para utilizar duas webcams. Foram aplicadas duas estratégias para a medição de pose, uma utilizando a biblioteca ArUco e outra adicionando um algoritmo de fotogrametria. Um sistema de medição externo com uma estação total foi usado para realizar a correlação entre os sistemas de coordenadas da Plataforma de Stewart e do sistema estéreo desenvolvido. Ambas as estratégias se mostraram equiparáveis e resultaram em erros médios de translação inferiores a 13 mm, e de orientação inferiores a 1.1 graus, em relação à posição nominal da Plataforma de Stewart.