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Robot attrapeur de balles

L'objectif de ce travail de Bachelor est de développer une application permettant à un robot industriel d'attraper une balle lancée par un individu. Le robot choisi est le Stäubli TX2-60.

La détection de la balle est rendue possible à l'aide du capteur TOF (Time Of Flight) de la Kinect DK de Microsoft et de la librairie OpenCV. L'algorithme de détection a été réalisé de manière à ce que la couleur de la balle ainsi que sa taille n'aient pas d'impact sur la détection. La luminosité présente dans la pièce n'a également pas d'importance: en effet, le robot peut fonctionner dans l'obscurité totale.

La trajectoire de la balle est calculée et prédite à l'aide de la méthode des moindres carrés. Afin d'améliorer la précision de la prédiction, l'effet du frottement de l'air a été pris en compte. 

Le point de réception est défini par l'emplacement où la balle entrera dans le volume de travail du robot. Une fois cet emplacement défini, le préhenseur du robot y est déplacé. L'orientation du préhenseur est définie comme étant normale à la tangente de la trajectoire au point de réception. 

Un algorithme a été implémenté et optimisé pour que le robot corrige sa position au fur et à mesure que la balle s'approche, assurant ainsi la réception de cette dernière. Le robot est commandé via TCP-IP par un code écrit en C++ et une nouvelle trame est envoyée à chaque correction. 

Ce robot sera utilisé comme démonstration dans le contexte des journées portes ouvertes de l'HEIG-VD. Il permettra notamment de montrer aux visiteurs la rapidité des robots industriels ainsi que l'efficacité d'un système de vision.

L'application se doit d'être robuste, ludique et sécurisée. Elle est accompagnée d'une interface graphique implémentée à l'aide du framework Qt. Cette dernière permet notamment de donner les informations nécessaires à la compréhension du projet ainsi que de contrôler le bon fonctionnement de l'installation.