Trabalho Final

Navegação Baseada em Visão Omnidirecional Utilizando Campos Potenciais

Uma das principais linhas de pesquisa na área da robótica móvel está voltada ao estudo de como dar uma maior autonomia aos robôs, principalmente nas questões ligadas à sua locomoção.

A navegação consiste basicamente em levar um robô de um ponto a ponto de forma segura. Para realizar a navegação o robô pode utilizar diversos tipos de sensores que irão fornecer informações relacionadas ao ambiente onde ele está inserido, e dessa forma permitir com que determinadas decisões sejam tomadas baseadas nessas informações.

As informações do ambiente estão principalmente ligadas ao fato de existirem objetos que interferem ou impedem a navegação do robô, objetos esses que são considerados como obstáculos.

Diversos sensores podem ser utilizados para a detecção de obstáculos no caminho do robô, principalmente range sensors, por exemplo, sonares e lasers, além de abordagens que utilizam outros tipos de sensores como câmeras. É importante salientar que a escolha de qual tipo de sensor será usado está diretamente ligada à atividade que o robô deverá realizar, assim como o ambiente onde essa tarefa será realizada.

Neste trabalho deseja-se fazer com que um robô seja capaz de realizar uma navegação autônoma em um ambiente interno, para isso será utilizada uma lente que permite obter uma visão de 360° ao redor do robô, a figura abaixo apresenta uma imagem capturada. Decidiu-se por utilizar esse tipo de visão pois assim é possível ao robô examinar grande parte da região ao seu redor, nota-se por exemplo através da imagem que obstáculos dispostos em diferentes posições em volta do robô podem ser visualizados.

Durante a navegação do robô, a partir das imagens coletadas, o robô deve ser capaz de identificar possíveis obstáculos, e para o desvio deverá ser usado a técnica de campos potenciais. As imagens da câmera serão utilizadas como se fossem um ``range sensor visual'', uma vez deve-se calcular e utilizar a distância que o obstáculo está do robô para se tomar uma decisão.

Utilizando a câmera temos um ganho em relação aos range sensors convencionais pois com apenas um sensor já é possível adquirir dados de toda a área ao redor do robô. Outra vantagem é que sensores como laser efetua suas leituras em apenas um plano, já a câmera consegue extrair mais informações, como por exemplo é possível observar que através da câmera seria possível inferir a altura do obstáculo presente na figura acima.

Todas as etapas podem ser verificadas no artigo completo.

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Apresentação
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@INPROCEEDINGS{Gaspar1999,

author = {José Gaspar and José Santos-Victor},
title = {Visual Path Following with a Catadioptric Panoramic Camera},
booktitle = {Proc. of the 7th International Symposyum on Intelligent Robotic Systems
(SIRS'99)},
year = {1999},
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@INPROCEEDINGS{Matsumoto2000,

author = {Yoshio Matsumoto and Kazunori Ikeda and Masayuki Inaba and Hirochika
Inoue},
title = {Exploration and Navigation in Corridor Environment Based on Omni-View
Sequence},
booktitle = {Proc. of the International Conference on Intelligent Robots and Systems
(IROS'00)},
year = {2000},
__markedentry = {[douglas]},
owner = {douglas},
timestamp = {2008.04.11}

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@INPROCEEDINGS{Pereira2005,

author = {Flávio Garcia Pereira and Christiano Couto Gava and Raquel Frizera
Vassallo and Mário Sarcinelli Filho},
title = {Calibração de Sistemas Catadióptricos e Detecção da Pose de Robôs
Móveis por Segmentação de Imagens Omnidirecionais},
booktitle = {Anais do VII Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente (SBAI/IEEE-LARS'05)},
year = {2005},
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owner = {douglas},
timestamp = {2008.04.11}

}

@INPROCEEDINGS{Scaramuzza2007,

author = {Davide Scaramuzza and Nicolas Criblez and Agostino Martinelli and
Roland Siegwart},
title = {Robust Feature Extraction and Matching for Omnidirectional Images},
booktitle = {Proc. of the 6th International Conference on Field and Service Robotics
(FSR'07)},
year = {2007},
__markedentry = {[douglas]},
owner = {douglas},
timestamp = {2008.04.11}

}

@INPROCEEDINGS{Vassallo2004,

author = {Raquel Vassallo and Lucas Encarnação and José Santos-Victor and Hans-Jorg
Schneebeli},
title = {Bird's Eye View Remapping and Path Following Based on Omnidirectional
Vision},
booktitle = {Anais do XV Congresso Brasileiro de Automática (CBA'04)},
year = {2004},
owner = {douglas},
timestamp = {2008.04.11}

}

@INPROCEEDINGS{Winters2000,

author = {Niall Winters and José Gaspar and Gerard Lacey and José Santos-Victor},
title = {Omni-directional Vision for Robot Navigation},
booktitle = {Proc. of the IEEE Workshop on Omnidirectional Vision (Omnivis'00)},
year = {2000},
owner = {douglas},
timestamp = {2008.04.11}

}

@INPROCEEDINGS{Winters1999,

author = {Niall Winters and José Santos-Victor},
title = {Omni-directional Visual Navigation},
booktitle = {Proc. of the 7th International Symposyum on Intelligent Robotic Systems
(SIRS'99)},
year = {1999},
owner = {douglas},
timestamp = {2008.04.11}

}

@ARTICLE{Junior2006,

author = {Valdir Grassi Junior and Jun Okamoto Junior},
title = {Development of an Omnidirectional Vision System},
journal = {Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering},
year = {2006},
volume = {28},
pages = {58-68},
number = {1}

}

@INPROCEEDINGS{Gaspar2001,

author = {José Gaspar and Etienne Grossmann and José Santos-Victor},
title = {Interactive Reconstruction from an Omnidirectional Image},
booktitle = {Proc. of the 9th International Symposium on Intelligent Robotic Systems (SIRS2001)},
year = {2001}

}

@article{10.1109/OMNVIS.2002.1044502,

  author = {Raquel Frizera Vassallo and Jose Santos-Victor and Hans Jorg Schneebeli},
  title = {A General Approach for Egomotion Estimation with Omnidirectional Images},
  journal = {omnivis},
  volume = {00},
  year = {2002},
  isbn = {0-7695-1629-7},
  pages = {97},
  doi = {http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/OMNVIS.2002.1044502},
  publisher = {IEEE Computer Society},
  address = {Los Alamitos, CA, USA}

}

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