Visão computacional

1. FACULDADE ASSIS GURGAGZ DJEILY TAMARA BECKER VISÃO COMPUTACIONAL APLICADA EM UM BRAÇO ROBÓTICO ANTROPOMÓRFICO DIDÁTICO CASCAVEL 2013

2. 2 FACULDADE ASSIS GURGACZ DJEILY TAMARA BECKER VISÃO COMPUTACIONAL APLICADA EM UM BRAÇO ROBÓTICO ANTROPOMÓRFICO DIDÁTICO Projeto de pesquisa apresentado ao curso de graduação em Engenharia de Controle e Automação da Faculdade Assis Gurgacz para elaboração do Trabalho de Conclusão de Curso. Orientador: Prof. Esp.Arthur Schuler da Igreja Co-orientador: Maikon Lucian Lenz CASCAVEL 2013

3. 3 SUMÁRIO 1 TÍTULO ............................................................................................................4 1.1 TEMA ...............................................................................................................4 1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA ................................................................................4 2 PROBLEMA.....................................................................................................5 3 JUSTIFICATIVA...............................................................................................7 4 OBJETIVOS DA PESQUISA .........................................................................16 4.1 OBJETIVO GERAL.........................................................................................16 4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..........................................................................16 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.....................................................................17 5.1 AQUISIÇÃO DE IMAGENS ............................................................................17 5.2 PROCESSAMENTO DE IMAGENS DIGITAIS ...............................................17 5.3 VISÃO COMPUTACIONAL ............................................................................18 5.4 AMOSTRAGEM E QUANTIZAÇÃO................................................................18 5.5 VIZINHOS DE UM PIXEL ...............................................................................19 5.6 CONECTIVIDADE..........................................................................................19 5.7 CALIBRAÇÃO ................................................................................................20 5.8 HISTOGRAMA ...............................................................................................21 5.9 MODELOS DE CORES ..................................................................................21 5.9.1 O Modelo RGB...............................................................................................21 5.9.2 O Modelo YIQ.................................................................................................22 5.9.3 O Modelo HSI.................................................................................................22 5.10 LIMIARIZAÇÃO..............................................................................................23 5.11 ILUMINAÇÃO.................................................................................................24 5.12 COMPONENTES DE UM ROBÔ INDUSTRIAL..............................................25 5.13 CLASSIFICAÇÃO GEOMÉTRICA DE ROBÔS INDUSTRIAIS.......................25 5.14 CINEMÁTICA DE UM BRAÇO ROBÓTICO....................................................26 5.14.1 Cinemática Direta...........................................................................................28 5.14.2 Cinemática Inversa.........................................................................................29 6 METODOLOGIA ............................................................................................30 6.1 MATERIAIS....................................................................................................30 6.2 MÉTODOS .....................................................................................................30 7 CRONOGRAMA ............................................................................................34 8 REFERÊNCIAS..............................................................................................35

4. 4 1 TÍTULO Visão Computacional Aplicada em um Braço Robótico Antropomórfico Didático. 1.1 TEMA Fazer o reconhecimento de objetos baseado em um sistema de visão computacional que será responsável por referenciar o controle de trajetória de um braço robótico didático. 1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA Desenvolver um sistema capaz de capturar as imagens de uma cena em um ambiente estruturado e processá-las em tempo real de maneira que seja possível extrair as informações pertinentes ao objeto a ser reconhecido do restante da imagem. Baseado nessas informações fazer a integração com o controle de trajetória do manipulador robótico antropomórfico.

5. 5 2 PROBLEMA Os sistemas de visão computacional estão aos poucos conquistando seu espaço em ambientes industriais [1]. O conceito de um sistema artificial de visão possibilitar a execução das mesmas tarefas exercidas pelo olho humano é certamente um grande avanço tecnológico. Uma definição apropriada para a técnica de visão computacional, é que pode ser classificada como a ação de um determinado atuador em função de imagens coletadas em tempo real e devidamente processadas. A implantação desse tipo de sistema requer estudo e aplicação de técnicas que abrangem desde a estrutura do local, principalmente no que se refere à iluminação, aquisição e processamento de imagens, até o controle do atuador. Mesmo com os avanços da visão computacional e com uma gama maior de produtos industrializados é comum ver pessoas realizando inspeções em linhas de produção principalmente em indústrias de pequeno e médio porte [1]. A inspeção pode ter como objetivo aspectos diversos tais como: padrão de cores, tamanhos, integridade dos objetos e muitas outros que dependerá do tipo do produto inspecionado. Quando realizada por humanos, a análise pode ser feita de forma não estruturada. O olho humano tem alta capacidade de adaptação ao meio, reagindo rapidamente às variações do ambiente, porém, ações humanas possuem limitações físicas e psicológicas, como por exemplo, fadiga e falta de atenção, além dos riscos elevados que alguns processos podem causar às vidas humanas. Por outro lado, sistemas de visão artificial avaliam múltiplas características em alta velocidade e podem ser inseridos em ambientes de risco. Geralmente estes necessitam de um ambiente com condições controladas, como: iluminação conhecida, campo de visão, ângulos de câmera e objetos de interesse do segmento. O processo de inspeção é geralmente repetitivo e muitas vezes com produtos complexos de serem analisados. Sendo assim, fazer a inspeção de forma inadequada, ou até mesmo deixar de averiguar alguns itens da linha são falhas gravíssimas no que diz respeito à produção [2].