Human-Robot Interaction System in Non-Planar Environments Using Projection Mapping

• Main Author: da Cunha, Tiago Ferreira
• Format: Dissertation
• Language: English
• Published: ProQuest Dissertations & Theses 01-01-2015
• Subjects: Augmented reality; Computer science; Coordinate transformations; Design; Employment; Kinematics; Labor relations; Mathematics; Number systems; Robotics; Robots; Software upgrading; User interface; Vision systems; Working conditions
• ISBN: 9798381234053

Human-Robot Interaction(HRI) é uma área de estudo que tem recebido atenção considerável na comunidade académica e na indústria. Os robots estão a preencher cada vez mais papéis na sociedade de hoje, realizando tarefas que são cada vez mais complexas e desafiantes a nível social. Consequentemente, é importante perceber como funciona esta interação, como medir a sua eficiência, onde melhorar, e como desenhar um sistema capaz de funcionar ao mais alto nível cumprindo todas as necessidades interativas que a tarefa precise e que cumpra todas as restrições impostas pelo ambiente.Esta tese propõe alguns princípios aplicáveis numa aplicação genérica de HRI, como também discute uma implementação num setupde validação (ABB IRB140) com o objetivo de integrar o sistema produzido no projeto CLARiSSA. O sistema de validação foi modelado com auxílio do Eyeshot e ao Gazebo usando ficheiros CADs (STLs, IGSs). Também foram realizadas calibrações de câmara e projetor.Uma interface foi desenvolvida em Eyeshot de forma a permitir feedback do operador, quer na forma de projection mapping ou com uma Graphical User Interface (GUI) que permite ao utilizador(es) interpretar num computador informação proveniente do ambiente real utilizando o Eyeshot como ferramenta de modelação. O sistema desenvolvido tem diversos módulos e um dos mais importantes é a possibilidade de adicionar novos objetos dinamicamente em run-time. Juntando isto a outro sistema que consiga identificar objetos e informar a interface da sua pose aumentamos a sua capacidade de adaptação a vários cenários.O sistema desenvolvido apresenta uma interface intuitiva para uso por operadores especializados, reduzindo a necessidade de mudança de contexto, ou seja, reduz a necessidade de ter o operador a memorizar o estado do sistema e a reproduzi-lo depois. Também reduz erros de operação e permite cooperação entre diversos utilizadores e robôs. Em relação ao projecto CLARiSSA, onde esta tese foi aplicada, a interface promove uma abordagem interessante com uso de projection mapping. Embora existam erros de projeção, devido às calibrações, o sistema projeta imagens com 2 cm de erro a meio metro de distância da superficie. Finalmente, a empresa SARKKIS pode usar o sistema proposto adaptando o programa em Eyeshot porque a versão final do programa usou Gazebo e recorreu ao ROS para as comunicações, que são funcionalidades experimentais em Windows e que não são trivialmente convertidas para Eyeshot e C#.