Visual servo control and triangulation system in 3D contour detection and following

This thesis describes the simulation for a robotic manipulator to detect and follow a 3D edge contour of a work piece. First, the related theory is introduced, such as image based visual servo (IBVS) and image feature extraction. Since camera in IBVS is considered as a two-dimensional sensor, a triangulation system is designed by using a laser line projector, in order to obtain the depth information of contour w.r.t. camera. Second, the robotics simulator (Vrep) is explained, including the tutor to build remote API with Matlab, the settings, the framework and flowchart of this experiment. Third, in terms of simulation results, the 3D edge contour is reconstructed and the control performance is analyzed. Besides, time consumption is discussed and further improvement is proposed.

Questo lavoro descrive la simulazione di un'operazione di identificazione ed inseguimento del profilo di un pezzo meccanico mediante un manipolatore industriale con telecamera montata sull'organo terminale. Innanzitutto, vengono introdotti la teoria del controllo con asservimento visivo IBVS e gli algoritmi per estrarre dal pezzo le feature utilizzate per l'inseguimento del profilo. Al fine di ottenere una ricostruzione tridimensionale del profilo è stato poi introdotto un sistema di triangolazione che sfrutta la telecamera ed un piano di luce, permettendo di ricostruire la distanza del profilo lungo l'asse ottico della telecamera. In secondo luogo, viene introdotto il software di simulazione Vrep, spiegando, in particolare, le API che permettono il suo interfacciamento con Matlab. Infine, una volta costruito il modello di simulazione in Vrep vengono analizzati alcuni casi di ricostruzione di pezzi meccanici considerando, in particolare, le prestazioni del sistema di controllo e del sistema di ricostruzione 3D del pezzo. Il lavoro si conclude con un'analisi del carico computazione richiesto dalla simulazione, suggerendo alcuni possibili sviluppi futuri.