Sistema de localização de robôs móveis usando marcadores ArUco

Abstract

A navegação de robôs móveis autônomos depende, entre outras coisas, da localização de robôs. Parte do processo de navegação consiste em adquirir dados sobre o ambiente em que o robô realizará a navegação. Estes dados podem ser adquiridos por uma diversidade de sensores, e uma das formas de adquirir estes dados é por meio de câmeras. O campo da visão computacional tem como objeto de estudo o desenvolvimento de técnicas para obter informações sobre o mundo real através de imagens utilizando a computação. Uma técnica que pode ser usada para localizar robôs é a utilização de marcadores fiduciais nos robôs para identificá-los e localizá-los. Um algoritmo utilizado para realizar esse tipo de operação é o ArUco, que permite a identificação e localização de marcadores fiduciais. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de localização de robôs baseado no algoritmo ArUco, utilizando uma arquitetura em hardware para implementar pontos chave deste algoritmo, são eles a operação de binarização de imagens em tons de cinza, a operação de extração de contornos e a operação de aproximação de polígonos. O sistema proposto foi primeiramente testado utilizando uma solução realizada somente em software. Os testes realizados mostraram a eficiência do algoritmo, que identificou corretamente os marcadores ArUco. Depois foi testada a arquitetura em hardware proposta, e observou-se que as implementações da binarização de imagens, e a aproximação de polígonos não obteve uma aceleração do algoritmo, enquanto que a operação de extração de contornos acelerou o algoritmo, mas apenas para imagens menores do que 50 x 50 pixels.