Doctoraatsverdediging

Faculteit Ingenieurswetenschappen
Structured Light Adapted to Control a Robot Arm
(Gestructureerd licht aangepast aan de controle van een robotarm)
Doctorandus/a PhD student
  Naam: Kasper Claes
Promotie / Defence
  Wanneer: 27.05.2008, 17u00
  Taal van verdediging: Nederlands
  Waar: aula Arenbergkasteel, 01.07, Kasteelpark Arenberg 1, 3001 Heverlee
 
Promotor / Supervisor
  Prof. dr. ir. Herman Bruyninckx (promotor)
 
Samenvatting van het onderzoek / Summary of Research

Hoe geef je een robotarm dieptezicht ? Een robot laten zienHoe kunnen we een robotarm de afstanden tot de verschillende punten in zijn omgeving doen inschatten ?In dit werk rusten we een robotarm uit met een videocamera, en zorgen er zo voor dat de robot kan "zien" zoals een mens, zij het in een vereenvoudigde vorm. De robot kan met dit systeem niet alleen een diepteloos beeld zien, zoals een mens met één oog kan, maar krijgt ook dieptezicht, zoals een mens die beide ogen gebruikt. Door dat dieptezicht kan hij de afstand tot de voorwerpen in zijn omgeving inschatten, nodig om naar een gewenst voorwerp te kunnen bewegen. Tijdens die beweging kan de robot dan iets veranderen aan het voorwerp: bijvoorbeeld verven, lijmen of aanschroeven. Zonder dieptezicht zijn die taken onmogelijk: dan weet de robotniet hoever hij moeten bewegen tot aan het voorwerp. We werken een paarvan die toepassingen uit, maar houden het systeem algemeen toepasbaar.Hoe werkt dieptezichtWat gebeurt er als alles in de omgeving dezelfde kleur heeft, weten we dan ook hoever alles staat ? Maar voor we daartoe komen eerst een algemene uitleg over dieptezicht.Dieptezicht krijg je door dezelfde omgeving te bekijken met een tweede camera die wat verschoven staat ten opzichte van de eerste. Op die manier krijg je twee licht tegenover elkaar verschoven beelden, zoals bij de ogen van de mens. Een punt in de omgeving vormt samen met twee corresponderende punten in beide camerabeelden een driehoek. Door de hoeken en zijden van die driehoek uit te rekenen, ken je de afstand tussen de camera's en dat punt in de omgeving.Een egaal gekleurde omgeving is problematischDit systeem voor dieptezicht werkt prima als er voldoende duidelijk te onderscheiden punten te zien zijn, maar niet bij een egaal gekleurde omgeving. Net zoals een mens die naar een egaal gekleurd mat       oppervlak kijkt ook niet kan inschatten hoever hetstaat. Dat komt omdat u die driehoek niet kan vormen zoals beschreven in vorige alinea: het is niet duidelijk welk punt in het ene beeld overeenkomt met welk punt in het andere beeld.Een projector lost het opDaarom vervangen we één van de twee camera's door een projector, zo eenwaar je presentaties mee zou kunnen geven. Die projecteert punten op de(eventueel egale) omgeving en zorgt zo artificieel voor punten die duidelijk te onderscheiden zijn in het videobeeld. Zo kunnen we terug een driehoek vormen tussen het beschenen punt, en de overeenkomstige punten incamera- en projectorbeeld. De kunst is de lichtpunten uit elkaar te houden in het videobeeld. De technieken die daarvoor bestaan moeten een balans zien te vinden tussen van veel punten tegelijk de diepte te kunnen inschatten, en die punten betrouwbaar terug te kunnen vinden. In dit werkkiezen we voor dat laatste: het is voor veel robottoepassingen minder belangrijk een gedetailleerd beeld te hebben van de omgeving, dan wel zekerheid te hebben over de gemeten afstanden.

 
Volledige tekst van het doctoraat / full text
http://hdl.handle.net/1979/1783

 
Examencommissie / Board of examiners
  Prof. dr. ir. Herman Bruyninckx (promotor)
  Prof. dr. ir. Yves Willems (voorzitter/chairman)
  Prof. dr. ir. Luc Van Gool (secretaris/secretary)
  Prof. dr. ir. Dirk Vandermeulen
  Prof. dr. ir. Joris De Schutter
  Prof. dr. Johan Baeten , KHLimburg
  Prof. dr. Pieter P. Jonker , Technische Universiteit Eindhoven, WH -1.145