Alessandro Dorow - WWW2

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
UDESC
Centro de Ciências Tecnológicas - CCT
Geração de Cenários Variados Não
Colidentes para um Ambiente Virtual
Robótico
Rejane Gomes dos Santos
Alessandro Dorow
Marcelo da Silva Hounsell
Alessandro Dorow
LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
Estrutura da Apresentação
• O Projeto do Simulador Scorbot ER-4PC
• A Geração de Cenários
• Perguntas
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O Projeto do Simulador ER-4PC
Robô manipulador
Scorbot ER-4PC da
Eshed Robotec, com
5 DOF
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O Projeto do Simulador ER-4PC
Aspectos motivadores:
- Segurança ( pessoas e equipamentos)
- Custo ( - $ )
- Escalabilidade ( + pessoas)
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O Projeto do Simulador ER-4PC
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1a Fase – Cinemática Direta e Inversa
2a Fase – Linguagem de Programação
3a Fase A – Detecção de Colisões
3a Fase B – Raciocínios de Pega
3a Fase C – Ferramenta de E-learning
...
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LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 1a Fase – Cinemática Direta e Inversa
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O Projeto do Simulador ER-4PC
• 1a Fase – Cinemática Direta e Inversa
Fonte: Zwiertes, 2004.
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O Projeto do Simulador ER-4PC
• 2a Fase – Linguagem de Programação
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LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 3a Fase A e B
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O Projeto do Simulador ER-4PC
• 3a Fase A
Implementação dividida em três sub-problemas
– Geração de Objetos
– Pseudo – Pega Objetos
– Detecção de Colisão
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O Projeto do Simulador ER-4PC
VRML x JAVA
(1-2)
A integração entre as
linguagens Java e VRML
pode ser feita através do uso
da External Authoring
Interface (EAI) que conecta o
plug-in VRML à Java Virtual
Machine do browser.
(Marrin, 1997)
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O Projeto do Simulador ER-4PC
VRML x JAVA
(2-2)
• A comunicação se dá através dos diversos tipos de
eventos VRML, manipulados pelo Nó Script que permite
dar um comportamento individual aos objetos do
ambiente (Marrin, 1997).
• Requisitos para funcionamento:
– Máquina Virtual Java: SDK 1.3.1
– Editor Java Eclipse: 2.1.1
– Correta Configuração Variáveis de ambiente para o pacote
corteai.zip(EAI2) – Cortona
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A Geração de Cenários
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A Geração de Cenários
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A Geração de Cenários
Geração de Objetos
• Objetivo:
– Distribuição de objetos na mesa de trabalho
– Criação de cenários distintos pela aleatoriedade
• Condições para Implementação:
– Quantidade / Tipos Geométricos
– Não Colisão entre objetos ou com base.
– Coerência Espacial e Volume Envolvente
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A Geração de Cenários
Geração de Objetos
Diagrama de Classes Simplificado
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A Geração de Cenários
Geração de Objetos
Diagrama de Classes Simplificado
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A Geração de Cenários
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A Geração de Cenários
Classes Detalhadas -Tipos Geométricos:
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A Geração de Cenários
Classes Detalhadas -Tipos Geométricos:
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A Geração de Cenários
Geração de Objetos
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Pega de Objetos
• Objetivos:
– Adiciona-Remove objeto mais próximo à
estrutura da garra
– Pseudo-pega: Realizar testes de colisão
considerando “Ponta”
• Restrições:
– Considerar novo Volume envolvente para a
ponta do robô
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Pega de Objetos
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Pega de Objetos
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Detecção de Colisão
• OBB - Volume envolvente Escolhido
– Melhor Ajuste aos membros do Robô ;
– Boa adaptação na rotação dos objetos;
• DC dividida em duas fases:
– Broad Phase
• Enumeração de possíveis pares colidentes
– Narrow Phase
• Identificação da existência de contato
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Detecção de Colisão
Definição das Obb's para o Scorbot
• Zwiertes(2004) utiliza notação sistemática para
atribuir um sistema de coordenadas ortonormal com
a regra da mão direita, para cada elo numa cadeia
cinemática aberta de elos;
• Essa notação será necessária para definição dos
eixos da Obb dos elos do robô.
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Detecção de Colisão
• Coerência Espacial
– Divisão do volume de trabalho em duas regiões, que
serão representadas por listas que contêm os objetos ali
localizados;
• Coerência Semântica
– Eliminação de pares quem não possuem qualquer
possibilidade de colisão pela avaliação do ambiente.
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Detecção de Colisão
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Detecção de Colisão
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Detecção de Colisão
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Detecção de Colisão
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Referências
Diehl, D. C. (2004). Ambiente Virtual para Manipulação de uma Célula Robotizada. Trabalho de Conclusão de Curso
(Graduação em Ciência da Computação) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, p 61.
•Gottschalk, S., Lin, M And Manocha D. (1996). OBB Tree: A hierarchical structure for rapid interference detection. In: Proc.
Siggraph’96, p 171-180.
•Groover, M.P. (1989). Robótica tecnologia e programação. 1 ed., McGraw-Hill, São Paulo.
•ESHED ROBOTEC. (1982). Scorbot ER-4PC User’s Manual. Rosh Ha’ayin Israel, p 38.
•Lin, M.; Manocha, D. (2003). Collision and proximity queries. In: CRC Handbook of Discrete and Computational Geometry,
2 ed., Boca Raton.
•Marrin, C. (1997). Proposal for a VRML 2.0 Informative Annex External Authoring Interface Reference. Silicon Graphics.
http://graphcomp.com/info/specs/eai.html
•Redel R.; Hounsell M. da S. (2004). Implementação de Simuladores de Robôs com o Uso da Tecnologia de Realidade
Virtual, CBCOMP, Brasil, p 6.
•Rohrmeier, Martin (2000). Web based robot simulation using vrml. In WSC’00: Proceedings of the 2000 Winter Simulation
Conference (WSC’00) - Volume 2, pages 1525–1528, Washington, DC, USA, 2000. IEEE Computer Society.
•Santos, R. G. (2006) Detecção de Colisão na Movimentação de um Robô Virtual, Trabalho de conclusão do curso (em
desenvolvimento), Departamento de Ciência da Computação, Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC),
Novembro.
•SimuRob
(2007)
Site:
http://www.cea-ifac.es/actividades/jornadas/XXV/documentos/7-arancoaelt.pdf.
Acessado
em10/07/2007.
•Spong, Mark. W., Vidyasagar, M. (1989) “Robot Dynamics and Control”, New York; J. Wiley.
•Taddeo, L. da S. (2005). Detecção de colisão utilizando grids e octrees esféricas para ambientes gráficos interativos.
Dissertação de Mestrado em Informática Aplicada da Universidade de Fortaleza, Ceará, p 103.
•Jiménez, P.; Thomas, F.; Torras, C. 3D collision detection a survey. In: Computer and Graphics, Volume 25, Number 2, p.
269-285, April 2001.
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