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TCC Micael e Raphael

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by

Micael Gaier

on 6 September 2013

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Transcript of TCC Micael e Raphael

Considerações
Iniciais

(2) Testing sensors

* GPS
* Accelerometer
* Encoders

Metodologia
Utilização do Algoritmo de Canny;
Três fatores importantes: a detecção, a localização e a resposta única das bordas;
Aplicação de efeitos de escala de cinza, gradiente e desfoque gaussiano.

Detecção de Bordas
SURF
Speeded Up Robust Features
Diferença de
Quadrados
Integração do Raspberry Pi, Arduino e OpenCV para Processamento Inteligente de Imagens Aplicados a um Robô Móvel Teleoperado
Apresentaçã do
Trabalho

(2) Testing sensors

* GPS
* Accelerometer
* Encoders

Desenvolvimento industrial impulsionou o surgimento de novas tecnologias;

Produção em série + padronização de produtos = processos mais precisos;
Agravante: máquina mais precisa e rápida que o ser-humano

Robótica: aceleração e desenvolvimento da produção;

Visão futurista: robôs interagindo com o ambiente sem intervenção humana;

Microeletrônica + padronização de processos = desenvolvimento tecnológico atual
Novas tecnologias = otimização de lógica aplicada a processos;
Supervisão e inspeção de produção;
Agravante: como saber se o produto realmente está dentro dos padrões?
Desenvolvimento de ferramentas para identificação de imagens
Extração de bordas;
Extração de características como cores, formas;
Identificação de padrões em imagens;

Robótica + Visão Computacional
Uso em ambientes inóspitos;
Seleção automática;
Inspeção e controle de qualidade;
Monitoramento de ambientes;
Sistemas de rastreamento e localização;
Extração de recursos naturais;
Motivação
Robô Curiosity
Aeronave Carcará
Inspeção da usina nuclear Fukushima Daiichi
Robô submarino para inspeção
Proposta
Desenvolvimento de protótipo de robô móvel para processamento inteligente de imagens utilizando Raspberry Pi, OpenCV e Arduino
Objetivos Específicos
Utilização do Arduino Uno para controle do robô móvel
Aplicação com OpenCV para processamento inteligente de imagens
Extração de características
Reconhecimento de padrões
Aplicação do Raspberry Pi para
integração dos dispositivos para aquisição de imagens e comunicação de dados;
processamento dos dados e acesso remoto às respostas do sistema
Micael Bronzatti Gaier
Raphael Santos Silva

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso - Campus Cuiabá
Departamento da Área de Eletroeletrônica - DAEE

Orientador: Prof. Dr. Mário Anderson de Oliveira
Co-orientador: Prof. Msc. Cristovam Albano da Silva Jr.


1. Apresentação
2. Introdução
3. Metodologia aplicada
4. Resultados obtidos
5. Considerações finais

Instalação Raspbian OS
Configuração sistema de aquisição de imagens
Configuração OpenCV
Configuração de rede e acesso remoto
Algoritmo de Processamento Inteligente de Imagens
1. Determinação de imagem padronizada;
2. Detecção de pontos de interesse tanto na imagem padronizada quanto em um cenário;
3. Construção do descritor associado a estes pontos
4. Descritor correspondente;
5. Exibição e marcação do objeto correspondente.
1. Identificação dos componentes;
2. Comparação das imagens nos eixos x e y;
3. Marcação de localização;
4. Armazenamento dos resultados;
5. Demarcação do padrão identificado na imagem
Ensaios para integração do sistema
Ensaio 1: aquisição de imagens;
Ensaio 2: pré-processamento;
Ensaio 3: detecção de bordas utilizando algoritmo de Canny;
Ensaio 4: extração e descrição de padrões utilizando SURF;
Ensaio 5: identificação de padrões utilizando o método por diferença de quadrado.
Cuiabá, 06 de Setembro de 2013
Raspberry Pi
Minicomputador do tamanho de um cartão de crédito;
Plataforma robusta;
1 milhão de boards vendidas em apenas um ano;
Considerado ideal para aplicações envolvendo processamento de dados;
Considerado revolucionário em Engenharia de Computação.
Arduino
Plataforma consolidada para desenvolvimento de projetos de sistemas eletrônicos;
Considerado revolucionário em Robótica;
Fácil e prático;
OpenCV
Multiplataforma open source utilizada para desenvolvimento de aplicações de computação visual e aprendizagem de máquina;
Destaque de utilização em aplicações móveis;
Plataforma eficiente e rápida;
Destaque em aplicações envolvendo reconhecimento de padrões.
Controle do Robô Móvel com Arduino
Elaboração de algoritmo para controle de posição do robô móvel;
Elaboração de plataforma móvel a ser utilizada;
Definição de motores e desenvolvimento de ponte H;
Circuito de alimentação para Raspberry e Arduino e motores.
Aplicação em tempo real
Resultados
Obtidos

Dispositivos utilizados para elaboração do robô móvel
Plataforma de robô móvel desenvolvida
Visualização do ambiente gráfico via acesso remoto
Testes de elaboração
Aquisição de Imagens
Reconhecimento de Padrões com detecção de bordas e SURF
Testes de elaboração
Identificação de padrões por diferença de quadrados
Testes de elaboração
Detecção de bordas utilizando método de Canny e aplicação de filtros de escala de cinza, gradiente e desfoque gaussiano
Aplicação em Tempo Real
Cenário Escolhido
Aplicação em Tempo Real
Posição do robô perante as imagens durante a rotina desenvolvida
Aplicação em Tempo Real: Resultados Obtidos
Detecção de bordas utilizando método proposto por Canny em imagens obtidas de robô móvel
Aplicação em Tempo Real: Resultados Obtidos
Reconhecimento de padrões utilizando método por diferença de quadrados com imagens obtidas de robô móvel
Reconhecimento de padrões utilizando SURF em imagens obtidas de robô móvel
Considerações
Finais

Trabalho desenvolvido atingiu os objetivos propostos;
Testes realizados ajudaram na elaboração final do trabalho;
Robô teleoperado realizou a rotina definida;
Atraso referente à visualização das respostas não interfiriu no resultado do sistema;
Não obteve-se falhas de comunicação durante o processo.
Sugestões de Trabalhos Futuros
Implantação de Rede SVM - Máquina de Vetor de Suporte;
Desenvolver o sistema sem ambiente gráfico;
Desenvolvimento da plataforma em robô autônomo;
Utilização do sistema em outras plataformas: Cubie Board, Beagle Board
Obrigado!
micaelbg@gmail.com
raphael.ssilva1@gmail.com
Aplicação em Tempo Real: Resultados Obtidos
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