alessandro dorow larva - laboratório de realidade virtual aplicada universidade do estado de santa...
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Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
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 SantosAlessandro Dorow
Marcelo da Silva Hounsell
2Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
Estrutura da Apresentação
• O Projeto do Simulador Scorbot ER-4PC
• A Geração de Cenários
• Perguntas
3Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
Robô manipulador Scorbot ER-4PC da Eshed Robotec, com
5 DOF
4Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
Aspectos motivadores:- Segurança ( pessoas e equipamentos)- Custo ( - $ )- Escalabilidade ( + pessoas)
5Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 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
• ...
6Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 1a Fase – Cinemática Direta e Inversa
7Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 1a Fase – Cinemática Direta e Inversa
Fonte: Zwiertes, 2004.
8Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 2a Fase – Linguagem de Programação
9Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 3a Fase A e B
10Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
O Projeto do Simulador ER-4PC
• 3a Fase A
Implementação dividida em três sub-problemas– Geração de Objetos– Pseudo – Pega Objetos– Detecção de Colisão
11Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
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)
12Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
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
Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
A Geração de Cenários
Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
A Geração de Cenários
Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
A Geração de Cenários
• 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
Geração de Objetos
Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
A Geração de Cenários
Geração de Objetos Diagrama de Classes Simplificado
Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
A Geração de Cenários
Geração de Objetos Diagrama de Classes Simplificado
Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
A Geração de Cenários
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A Geração de CenáriosClasses Detalhadas -Tipos Geométricos:
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A Geração de CenáriosClasses Detalhadas -Tipos Geométricos:
21Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
A Geração de CenáriosGeração de Objetos
22Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
• 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
Pega de Objetos
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Pega de Objetos
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Pega de Objetos
25Alessandro Dorow LARVA - LAboratório de Realidade Virtual Aplicada
• 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
Detecção de Colisão
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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.
Detecção de Colisão
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• 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.
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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Detecção de Colisão
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ReferênciasDiehl, 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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