Tecnologías Específicas

Computación
Ingeniería de Computadores
Ingeniería del Software
Tecnologías de la Información

Descripcion y Objetivos

La manipulación de objetos en robótica requiere el uso de modelos 3D de dichos objetos para que el robot conozca su forma exacta y, así, poder planificar el movimiento necesario en cada caso. Estos modelos deben corresponder con la instancia específica del objeto que se pretende manipular y, por tanto, se debe realizar una captura previa del mismo.

En este TFG se propone el diseño de un dispositivo de captura de modelos 3D para objetos utilizados en tareas de manipulación en robótica. Se pretende diseñar una mesa rotatoria que haga girar los objetos a ángulos específicos en los que se realizará una captura del objeto mediante una cámara RGB-D (Kinect). También se implementará el software que utilice estas vistas parciales para construir el modelo 3D. Finalmente, se evaluará su validez para tareas de manipulación con un brazo robótico Kinova Mico (real y/o simulado). El proyecto abarcará todas las etapas del diseño, desarrollo, implementación y evaluación del dispositivo.

 

Metodología y Competencias

Metodología

Para la realización del trabajo se sugiere una metodología de desarrollo ágil como por ejemplo SCRUM.
 
Plan de trabajo

Para la realización de este trabajo se deben llevar a acabo las siguientes tareas:

• Estudio del estado del arte y de las distintas técnicas para abordar el problema
• Diseño y prototipado del hardware para la captura del modelo 3D
• Diseño e implementación del software para la construcción del modelo a partir de las capturas parciales
• Evaluación de los modelos en una tarea de manipulación robótica

Competencias

• [CM4] Capacidad para conocer los fundamentos, paradigmas y técnicas propias de los sistemas inteligentes y analizar, diseñar y construir sistemas, servicios y aplicaciones informáticas que utilicen dichas técnicas en cualquier ámbito de aplicación.
• [CM5] Capacidad para adquirir, obtener, formalizar y representar el conocimiento humano en una forma computable para la resolución de problemas mediante un sistema informático en cualquier ámbito de aplicación, particularmente los relacionados con aspectos de computación, percepción y actuación en ambientes entornos inteligentes.
• [IC5] Capacidad de analizar, evaluar y seleccionar las plataformas hardware y software más adecuadas para el soporte de aplicaciones empotradas y de tiempo real. 
• [IC7] Capacidad para analizar, evaluar, seleccionar y configurar plataformas hardware para el desarrollo y ejecución de aplicaciones y servicios informáticos. 
• [IS3] Capacidad de dar solución a problemas de integración en función de las estrategias, estándares y tecnologías disponibles.
• [IS4] Capacidad de identificar y analizar problemas y diseñar, desarrollar, implementar, verificar y documentar soluciones software sobre la base de un conocimiento adecuado de las teorías, modelos y técnicas actuales.
• [TI2] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar, evaluar, construir, gestionar, explotar y mantener las tecnologías de hardware, software y redes, dentro de los parámetros de coste y calidad adecuados.
• [TI3] Capacidad para emplear metodologías centradas en el usuario y la organización para el desarrollo, evaluación y gestión de aplicaciones y sistemas basados en tecnologías de la información que aseguren la accesibilidad, ergonomía y usabilidad de los sistemas.

 

Medios a utilizar

• Placa de desarrollo hardware (Arduino, Raspberry, etc.) y componentes para el diseño y construcción del dispositivo de captura (motor paso a paso, servo, etc.)
• Cámara para la captura de imágenes 3D (Kinect o ASUS Xtion PRO Live)
• Librerías de procesamiento de imágenes (PCL)
• Frameworks de robótica (ROS)
• Brazo robótico Kinova Mico

 

 

Bibliografía

• Tutoriales de Arduino (http://arduino.org/)
• Tutoriales de PCL (http://pointclouds.org/)
• Tutoriales de ROS (http://www.ros.org/)