UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PAVIA - Robotica

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t1 Telecamera t2 Figura 2.1. Componenti del sistema. I sistemi di puntamento sono di due tipi: un puntatore laser utilizzato durante la fase di calibrazione automatica ed una “cerbottana” ad aria compressa, a colpo singolo e caricamento manuale, utilizzata per colpire il target. La calibrazione è da effettuarsi ogni qualvolta avviene un cambiamento nelle condizioni operative del sistema (per esempio, quando la telecamera o il robot vengono spostati). Una volta effettuata la fase di taratura dei parametri è possibile concentrarsi esclusivamente sulla fase di tracking. Il sistema è stato denominato DEA, ovvero Dexterous Eye-guided Aiming. 6 Piano immagine PC Sistema di puntamento
2.2 Soluzioni progettuali Le scelte di progetto che maggiormente influiscono sul funzionamento e sulla struttura del sistema sono le seguenti: - utilizzare dei servomotori per muovere il sistema di puntamento; - sfruttare una rete neurale per controllare i motori stessi; - riprendere le immagini con una sola telecamera fissa; - lavorare con immagini a toni di grigio; - utilizzare il predittore di Kalman per stimare e predire il moto del target. L’utilizzo di servoattuatori per il movimento del robot ha il vantaggio di un pilotaggio molto semplice, come si avrà modo di illustrare al capitolo 3.3. La precisione del posizionamento è invece relativamente limitata dalle caratteristiche dei motori utilizzati, poiché si tratta di servocomandi di basso costo costruiti per applicazioni di modellismo. La scelta di utilizzare una sola telecamera per l’osservazione dell’ambiente si traduce con l’impossibilità di stimare la distanza dell’oggetto da colpire e, quindi, è necessario assumere che l’oggetto si muova in un piano. Sostanzialmente, con una sola telecamera è impossibile ricostruire le caratteristiche tridimensionali di una scena, e quindi anche del moto dell’oggetto. Sempre riguardo all’apparato di visione, si è scelto di utilizzare una telecamera fissa. In questo modo l’area di movimento dell’oggetto è limitata dal campo visivo dell’obiettivo montato sulla telecamera: è ovvio che se il target non viene ripreso dalla telecamera, in quanto si muove al di fuori dell’area di visione, è impossibile predirne la traiettoria! La soluzione di adottare delle reti neurali per immagazzinare la conoscenza necessaria al pilotaggio dei motori porta con sé delle interessanti conseguenze. Si può pensare che, modificando il sistema per migliorarne le prestazioni (ad esempio con la visione stereoscopica e il movimento delle telecamere), è possibile continuare ad utilizzare una rete neurale per muovere i motori. La nuova rete 7
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