Implementación del control visual basado en imágen para regular la posición de la cámara, de un módulo PTU-CAM TOF, respecto de un objeto deformable

Abstract

La tesis presenta el uso del control visual basado en imagen para regular la posición de la cámara, de un módulo "Pan-Tilt cámara TOF", respecto de un objeto deformable de color verde. El módulo está constituido de dos servomotores Dynamixel AX-12 y una cámara TOF (Time of Flight o Tiempo de Vuelo) SoftKinetic DepthSense DS325. La finalidad de controlar visualmente el módulo es crear un dispositivo dinámico para obtener información visual relevante del entorno de trabajo. Las aplicaciones de este nuevo dispositivo dinámico y versátil son muchas, entre ellos se distingue la videovigilancia automática y el control e interacción con mecanismo robóticas. Siendo más específico, se puede utilizar en el reconocimiento de frutos para una cosecha automatizada. Para observar el rendimiento del control visual basado en imagen se compara con un control proporcional, que es simple y sencillo de implementar, en la regulación de la posición de la cámara del módulo respecto de un objeto fijo y otro de movimiento pendular variable. Este último se realiza sólo en simulación y con la intención de recrear a un objeto dinámico en un rango limitado; por ejemplo, el movimiento de un fruto en su arbusto producido por el viento. La tesis consta de cinco Capítulos, Conclusiones, Bibliografía y Apéndice. El Capítulo 1se describe la introducción de la tesis, donde se menciona los anteceden­ tes, planteamiento del problema, justificación, objetivos, alcance y limitaciones. El Capítulo 2 se describe el módulo y se encuentra el modelo matemático del módulo para simular el controlador, utilizando los conceptos de robótica como la cinemática, mediante la convención Denavit-Hartemberg; dinámica, mediante la formulación de Euler-Lagrange, para el mecanismo y los actuadores; y el control desacoplado de articulaciones para los actuadores. El Capítulo 3 se encuentra el modelo matemático de la cámara y un procedimiento para encontrar la posición del objeto deformable, en características visuales, mediante algoritmos básicos de procesamiento de imagen. El Capítulo 4 se describe los conceptos del control visual basado en imagen que permite al módulo regular la posición de la cámara respecto del objetivo deformable; y la calibración cámara-robot que permite acoplar la cámara al mecanismo Unidad Pan-Tilt (PTU). Por último, el Capítulo 5 presenta los resultados de la simulación y la implementación del control visual basado en imagen para un objeto deformable de color verde y su comparación con el control proporcional.