Asservissement visuel de droites par commande découplée et stéréovision - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2011

Asservissement visuel de droites par commande découplée et stéréovision

Résumé

The overall objective of this work is to study robotic-based stereo visual feedback with good control behaviour and decoupling properties. To this purpose, the key ideas (however not new) are both to look for a minimal data representation and to take care of degrees of freedom more sensitive to noise in the visual measurements so as to design efficient state vectors. A 3-D visual servoing based on kinematic approach is addressed here. Then, the components of the velocity screw are splitted in subvectors of low dimensions to get a better control of the on-board cameras motion. In this article, straight lines are used as visual measurements since they are easy to segment from most images captured from man-made environments, while tracking cylinder-shaped surgical instrument in minimally invasive surgery or tracking arms for medical assistance in physiotherapy to get quantitative indicators for patient's assessment. To this end, new tasks functions based on the normalized Plücker representation (see [2]) and a stereo visual control scheme are presented. Considering one (4 DOF) or several straight lines (generally 6DOF) we design velocity control laws with full decoupling so as to improve the convergence behaviour of the servoing. To assess this work, the control algorithms are firstly per- formed with simulations data. This allows to estimate the space parameters sensitivity and also to analyze the control behaviours. Finally, an experimental setup made up with two industrial cameras mounted on a 6-DOF robot plateform is used to validate the proposed approach.
L'objectif général de ce travail est d'étudier le comportement et les propriétés de découplage d'une commande de robot manipulateur à l'aide d'une mesure par stéréovision. Pour ce faire, nous avons tenu compte des sensibilités différentes des degrés de liberté vis-à-vis des mesures visuelles et nous avons privilégié une représentation minimale des vecteurs d'état. Nous présentons dans cet article un asservissement 3-D basé sur une approche cinématique pour réaliser la commande du déplacement de caméras embarquées observant des droites dans la scène 3-D. Ces indices visuels ont été choisis car ils apparaissent dans de nombreuses applications relevant de la robotique médicale (aiguille de radiothérapie, axe d'un instrument de chirurgie mini-invasive, modélisation d'un bras d'un patient pour l'assistance visuelle à la physiothérapie,...). En distinguant les cas où la cible correspond à une seule droite (4 ddl) ou à plusieurs droites (6 ddl en général), le torseur cinématique peut être décomposé afin de de réali- ser un découplage complet des commandes. Ceci entraîne une réduction des dimensions des fonctions de tâche des sous-systèmes de commande et évite que la plus grande sensibilité aux erreurs de mesures de certaines composantes du torseur cinématique influe sur les autres. Comme cela a été initié dans [2] pour un système monoculaire, nous proposons ici, dans le cas de la stéréovision, une commande basée sur les coordonnées normalisées de Plücker tout en assurant aussi la stabilité globale. Faisant suite à des résultats de simulation à partir de données artificielles, la validation expérimentale a été réalisée (résultats préliminaires) à l'aide d'un robot manipulateur à 6 ddl et de deux caméras industrielles.
Fichier principal
Vignette du fichier
paper22.pdf (4.84 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

inria-00595723 , version 1 (25-05-2011)

Identifiants

  • HAL Id : inria-00595723 , version 1

Citer

Fadi Alkhalil, Christophe Doignon, Pierre Graebling. Asservissement visuel de droites par commande découplée et stéréovision. ORASIS - Congrès des jeunes chercheurs en vision par ordinateur, INRIA Grenoble Rhône-Alpes, Jun 2011, Praz-sur-Arly, France. ⟨inria-00595723⟩

Collections

CNRS ORASIS11
122 Consultations
628 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More