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

Data
24/04/2015
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IFSP

Resumo

Atualmente 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.


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