Bin picking de objetos polimórficos convexos usando perceção 3D

Abstract

O bin picking é um processo de grande interesse na indústria, uma vez que permite maior automatização, aumento da capacidade de produção e redução dos custos. Este tem vindo a evoluir bastante ao longo dos anos e essa evolução fez com que sistemas de perceção 3D começassem a ser implementados. Este trabalho tem como principal objetivo desenvolver um sistema de bin picking usando apenas perceção 3D. O sistema deve ser capaz de determinar a posição e orientação de objetos com diferentes formas e tamanhos, posicionados aleatoriamente numa superfície de trabalho. Os objetos utilizados para fazer os testes experimentais, são esferas, cilindros e prismas, uma vez que abrangem as formas geométricas existentes em muitos produtos submetidos a bin picking. Após a identi cação e seleção do objeto a apanhar, o manipulador deve autonomamente posicionar-se para fazer a aproximação e recolha do mesmo. A aquisição de dados é feita através de uma câmara Kinect. Dos dados recebidos apenas são trabalhados os referentes à profundidade, centrando-se assim este trabalho na análise e tratamento de nuvem de pontos. O sistema desenvolvido cumpre com os objetivos estabelecidos. Consegue localizar e apanhar objetos em várias posições e orientações. Além disso apresenta uma velocidade de processamento compatível com a aplicação em causa.

Bin picking is a process with major interest in industry, since it allows greater automation, increased production capacity and costs reduction. It has evolved greatly over the years and was that evolution that made possible that these 3D perception systems began to be implemented. This study has as main objective to develop a bin picking system using just 3D perception. The system must be able to determine the position and orientation of objects with di erent forms and sizes, positioned randomly in a work area. The objects used to make experimental tests, are spheres, cylinders and prisms, since these cover the geometric forms existing in many products subjected to bin picking. After the identi cation and selection of the object to pick, the manipulator must autonomously position itself to make the approximation and collect that same object. The data acquisition is made through a Kinect camera. From the collected data, only the ones related to the depth are studied, focusing this study in point cloud handling and analysis. The developed system ful lls the established objectives. It manages to locate and grab objects in several positions and orientations. Furthermore it presents a velocity of processing compatible with the concerned application.