Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)
Controle Híbrido Cinemático de Robôs Cooperativos Tipo Dual-Arm para Manipulação de Objetos
Rafael de Oliveira Faria
Setembro/2016
| Orientadores: |
Fernando Cesar Lizarralde
Antonio Candea Leite
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| Programa: |
Engenharia Elétrica |
Nos ´ultimos anos, o problema da manipula¸c˜ao rob´otica cooperativa para transporte de carga vem sendo estudado sob o ponto de vista da modelagem e controle. Tais estudos exigem uma metodologia que considere n˜ao somente o controle do sistema rob´otico, como tamb´em o problema da pegada do objeto. Visando preencher esta lacuna, o objetivo deste trabalho ´e propor um m´etodo de manipula¸c˜ao rob´otica cooperativa para identificar visualmente a pose (posi¸c˜ao e orienta¸c˜ao) de um objeto e manipul´a-lo, de maneira segura e eficiente, utilizando um robˆo do tipo dual-arm. O sistema rob´otico ´e modelado utilizando o conceito de vari´aveis absolutas e relativas, que ´e caracterizado por sua simplicidade de formula¸c˜ao. A estrat´egia de controle baseia-se em um esquema de controle h´ibrido cinem´atico cooperativo, que combina os objetivos de rastreamento de posi¸c˜ao e regula¸c˜ao de for¸ca simultaneamente, sem o uso de sensores de for¸ca acoplados aos efetuadores. Nesse contexto, a for¸ca exercida pelo manipulador sobre o objeto ´e estimada indiretamente, por meio de medidas provenientes dos sensores de torque nas juntas do robˆo. A estima¸c˜ao da pose do objeto a ser manipulado ´e obtida por meio da t´ecnica de Homografia, utilizando marcadores fiduciais e uma cˆamera monocular acoplada ao efetuador de cada manipulador. Ap´os a estima¸c˜ao da pose, o sistema rob´otico posiciona seus manipuladores a fim de realizar a pegada inicial de forma autˆonoma e, posteriormente, o controle h´ibrido cooperativo ´e acionado para que o objeto siga uma trajet´oria de referˆencia desejada. Simula¸c˜oes num´ericas e ensaios experimentais, realizados com um robˆo Baxter® , ilustram o desempenho e a efic´acia da metodologia proposta.
