A
celebrarse en la ciudad de Veracruz, Ver.
del 27 al 29 de abril de 2005.
La
Corporación Universitaria para el Desarrollo de Internet
los invita a la
Reunión de Primavera
2005
Juan A. Cárdenas
G.1, Emilio J. González G.1,
Juan M. Rendón M.2, Fco.
Javier Ramírez A.1, Felipe
A. De la Peña C.1, y F. E.
Martínez P. 1 CIEP-FI, Universidad
Autónoma de San Luis Potosí, Av. Dr. Manuel
Nava 8, San Luis Potosí, S.L.P., tel.& fax
(52) 444-8173381, México
jcardena@uaslp.mx,
egonzale@uaslp.mx, javier@uaslp.mx, felipep@uaslp.mx,
fco_e_mtz@uaslp.mx 2Universidad Autónoma del Estado
de Morelos, Av. Universidad 1001. Col. Chamilpa Cuernavaca,
Morelos. C. P. 62000, Tel. 329700, México juan.rendon@uaem.mx
Temática: Visualización por Computadora,
Robots Inteligentes, Colaboración a Distancia
RESUMEN
En este documento se presentan
los avances de una aplicación basada en Internet2
donde uno o varios usuarios remotos tienen control de
alto nivel sobre un robot industrial. El paradigma usado
para el control basado en visión es Manipulación
de Espacio de Cámara (CSM de las siglas del inglés
Camera Space Manipulation) [1][2]. Esto se lleva a cabo
bajo la iniciativa del proyecto Internet2. El propósito
de esta aplicación es proveer la capacidad de operar
un robot industrial desde distancias remotas en ambientes
colaborativos, donde se establezcan comunicaciones de
los tipos uno-a-uno, uno-a-varios y varios-a-varios entre
miembros con acceso a Internet2. El potencial del proyecto
se enfoca en proporcionar independencia geográfica
entre el área física de acción del
robot y el personal que va a actuar sobre esta área.
El interés más importante de este desarrollo
es la característica de poder reunir expertos para
resolver tareas críticas a través de herramientas
de software que les permita tener acceso visual en tiempo
real al entorno de trabajo del robot, consultarse entre
si, deliberar y discutir antes de ejecutar la solución
óptima. Otro tópico interesante de esta
aplicación será el permitir acciones en
situaciones de peligro o de difícil acceso en donde
todos los movimientos del robot son realizados por un
control de alto nivel basado en visión.
Este proyecto ampliará
el conocimiento en problemas teóricos y prácticos
que se presentan actualmente en visión artificial
y aplicaciones de control de robots basadas en visión,
usando herramientas estimativas, modelos estocásticos
y técnicas de visión CSM sobre Internet2,
así como para el desarrollo de sistemas de programación
intuitiva y autonomía supervisada para robots[3].
Para el desarrollo de este
proyecto se aprovecha las potencialidades que provee la
infraestructura del CUDI, como son protocolos de seguridad,
QoS, y capacidad de teleconferencia basada en la recomendación
H.323. Se hace uso del Gatekeeper y del MCU con que cuenta
la UASLP, para ello se realizó la instalación
de fibra óptica desde la torre de telecomunicaciones
de la UASLP hasta el laboratorio de robótica, con
ello se hace posible la conexión directa al backbone
del CUDI de un servidor de teleconferencia. Para esta
aplicación se implementó un servidor Tomcat
corriendo en Linux, al cual se enlaza la computadora que
lleva a cabo el control de alto nivel basado en visión
del robot.
A la fecha se ha desarrollado
una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) para permitir
el acceso visual al espacio de trabajo del robot[4]. La
GUI muestra imágenes capturadas por cámaras
y las transmite vía multicast a sitios remotos.
El software de colaboración ha sido diseñado
siguiendo la recomendación para teleconferencias
ITU-3 H.323[5], que involucra un sistema de comunicaciones
multimedia basado en paquetes, protocolos de control de
llamadas, seguridad, protocolos de control de medios,
señalización de subscripciones digitales
y codificación-decodificación de video.
La naturaleza escalable de este proyecto requiere un diseño
de arquitectura abierta. Esta necesidad surge debido al
desarrollo de nuevos módulos, evitar la depreciación
de las tecnologías, soporte y compatibilidad con
futuras tecnologías.
La necesidad de transparencia
entre tecnologías es una de las preocupaciones
de Internet2. Entre los objetivos intermedios de este
proyecto es el implementar un control basado en visión
para un robot PUMA 700 a través de un controlador
basado en PC que emplea control directo en tiempo real
de los seis ejes articulados. La estructura original del
PUMA 700 se ha conservado. Un controlador se encuentra
en implementación usando lenguaje C++. El hardware
del nuevo controlador incluye un módulo de interconexión
Galil PWM ICM-1900 y una tarjeta controladora PCI DMC-1800.
El software de control CSM también se está
desarrollado en lenguaje C++. La implementación
de la interfaz gráfica se llevó a cabo con
lenguaje Java usando una tarjeta de digitalización
de video Data Translation DT3155 y cámaras CCD
Sony MPT304. El proyecto completo está programado
para reportar resultados en cinco meses a partir de la
fecha de este documento. El robot está localizado
físicamente en la Universidad Autónoma de
San Luis Potosí (UASLP) y podrá ser controlado
desde la Universidad Autónoma del Estado de Morelos
(UAEM).
Referencias
[1] Skaar, S. B., Brockman,
W. H., Jang, W. S. 1990. Three dimensional camera space
manipulation. International Journal of Robotics Research,
volume 9, no. 4, pp. 22--39.
[2] Skaar S.B., Seelinger M.J., Robinson M.L., González
Galvan E.J. Means and method of robot control relative
to an arbitrary surface using camera-space manipulation.
United States Patent # 6,304,050.2001.
[3] Qun Ma, Antonio Cardenas, Bill Goodwine, and S.B.
Skaar. Supervisory control of a mobile robot using point-and-click
mobile camera-space manipulation.In B. Sánchez,
R. Hammel II and P.Tiako editors, Proceedings of the world
Multiconference on Systemics, cybernetics and Informatics
, volumen IX, pages 38-43, 2000.
[4] Martínez Pérez F.E., Pérez González
H.G., Cárdenas Galindo J. Antonio, "Control
basado en Visión de Robots Industriales con interfaz
en Internet". Encuentro Internacional de Ciencias
de la Computación, Colima, México, Septiembre
2004. Premiado como el primer lugar de los trabajos presentados
en el congreso, sesión posters.
[5] H.323,Packet Based Multimedia Communications Systems,
ITU-T Recommendation,2003.
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