Guías hápticas asociadas a objetos reales

Abstract

[EN]: In the field of telemanipulation devices, where an operator controls a remote robotic arm, one of the most important focuses is on security. Up to date, most users depend on their own ability and on the assistance offered by these devices. The most common aids consist in including a camera, to provide greater visibility, and in systems that increase the sensitivity of the user movements. A possible aid is to assist in the interaction the interaction of the user with small or difficult to be accessed areas, providing a support which concentrates the approach paths towards the considered zone. In addition, it allows to restrict the access to other potentially sensitive areas, that is, avoiding that the user touches them unintentionally. This is the goal of what we call haptic guides. In order to interact with them, a haptic device is required. The haptic device can constitute the user interface within a telemanipulation system, while at the same time providing the possibility of touching these guides. In order to develop such guides, we use techniques of virtual objects construction with funnel shape and collision detection algorithms between two virtual objects. A Kinect sensor is used for the selecting the delimited area, as desired by the user. Computer vision techniques like filtering, segmentation and edges detection of a point cloud are used for performing this area selection.

[ES]: En el campo de los dispositivos de telemanipulación, donde un operador controla un brazo robótico a distancia, uno de los puntos más importantes es la seguridad. En la actualidad, la mayoría de usuarios dependen de su propia habilidad así como de las ayudas que ofrecen estos dispositivos. Las ayudas más comunes son la inclusión de una cámara, para proporcionar una mayor visibilidad, y sistemas para ofrecer una mayor sensibilidad en los movimientos del usuario. Una posible ayuda es facilitar al usuario la interacción con superficies reducidas o de difícil acceso, proporcionando un apoyo que concentra las trayectorias de aproximación hacia dichas zonas. Adicionalmente permite restringir el acceso hacia otras zonas potencialmente sensibles, esto es, que hay que evitar que acceda el usuario. Este es el objetivo de lo que llamamos guías hápticas. Para poder interactuar con ellas se requiere un dispositivo háptico. Los dispositivos hápticos pueden constituirse en la interfase de usuario en un sistema de telemanipulación, al tiempo que pueden proporcionar la posibilidad de palpar estas guías. Para el desarrollo de estas guías se han empleado técnicas de construcción de objetos virtuales con forma de embudo y algoritmos de detección de colisión entre dos objetos virtuales. Para la selección de la zona delimitada, deseada por el usuario, se utiliza una cámara Kinect. Para estas capturas se emplean técnicas de visión por computador como el filtrado, segmentación y detección de contornos de una nube de puntos.

[CA]: En el camp dels dispositius de telemanipulació, on un operador controla un braç robòtic a distància, un dels punts més importants és la seguretat. En l'actualitat, la majoria d'usuaris depenen de la seva habilitat així com de les ajudes que ofereixen aquests dispositius. Les ajudes més comunes són la inclusió d'una càmera, per proporcionar una major visibilitat, i sistemes per oferir una major sensibilitat en els moviments de l'usuari. Una possible ajuda és facilitar a l'usuari la interacció amb superfícies reduïdes o de difícil accés, proporcionant un suport que concentra les trajectòries d'aproximació fins a les esmentades zones. Addicionalment permet restringir l'accés fins a altres zones potencialment sensibles, això és, que s'ha d'evitar que hi accedeixi l'usuari. Això és l'objectiu del que anomenem guies hàptiques. Per poder constituir-se en la interfase d'usuari en un sistema de telemanipulació, al mateix temps que poden proporcionar la possibilitat de palpar aquestes guies. Pel desenvolupament d'aquestes guies s'hi han empleat tècniques de construcció d'objectes virtuals amb forma d'embut i algoritmes de detecció de col·lisió entre dos objectes virtuals. Per la selecció de la zona delimitada, desitjada per l'usuari, s'utilitza una càmera Kinect. Per aquestes captures s'empren tècniques de visió per computador com el filtratge, segmentació i detecció de contorns d'un núvol de punts.