BRPI0620380B1 - Padrão de posicionamento - Google Patents

Abstract

a presente invenção se refere a um dispositivo, sistema e método de detecção de posição absoluta, usando um padrão que compreende dois tipos de dados de posição: localização do padrão em relação a um objeto e posição dopadrão em relação a um dispositivo de detecção, por exemplo, uma câmera. o dispositivo compreende o dispositivo de detecção de aquisição de imagens do padrão, localizado sobre o objeto e uma unidade computacional que analisa asimagens para determinar a posição absoluta do objeto emrelação ao dispositivo de detecção. a presente invenção é executada em um determinado número de aplicações, tais como, fazendo parte de um sensor de torque, de um teodolito, de um braço de articulação ou de um detector angular.

Description

(54) Título: PADRÃO DE POSICIONAMENTO (51) Int.CI.: G06K 1/00; G06F 3/033; G06T 1/00 (30) Prioridade Unionista: 23/12/2005 SE 0502884-0 (73) Titular(es): GCODER SYSTEMS AB (72) Inventor(es): OLLE TAKMAN; MANNE STENBERG; JONAS NILSAGARD

1/28 a um se refere

PADRÃO DE POSICIONAMENTO”

Campo Técnico [001] A presente invenção dispositivo, método e sistema para determinar uma posição de um objeto e, em particular, a uma solução baseada em uma visualização, utilizando um padrão que compreende dados de posição absoluta.

Antecedentes da Invenção [002] Diversos e diferentes tipos de dispositivos de controle têm sido construídos para diversas finalidades. O dispositivo de controle mais comum é o chamado mouse, que proporciona variáveis de posicionamento em duas dimensões para uso em operação de controle de aplicações em um computador. Outros dispositivos de controle de interface incluem o chamado joystick, o qual proporciona variáveis de posicionamento também em duas dimensões, a partir do bastão, entretanto, mediante uso de botões extras em conjunto com o bastão, torna-se possível o aumento do número de variáveis de posicionamento”, porém, deve ser entendido que este dispositivo, fisicamente, somente mede variáveis de posicionamento em duas dimensões. Uma trackball também libera dados para duas dimensões; uma almofada de jogo, normalmente, usa um pequeno joystick, como uma alça, para medição de variáveis de posicionamento pode do estender a amplitude de funcionalidade controlador para mais dados de controle mediante uso de botões extras; um volante de direção (para jogos de computador) libera dados em uma dimensão.

[003] Em diversas soluções encontradas, o dispositivo de controle somente fornece medições de referência e não medições absolutas, o que significa que para uma aplicação que confia em coordenadas absolutas do dispositivo de controle para funcionar apropriadamente

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 8/41

2/28 computação complexa é necessária para continuamente manter o rastreio de localização do dispositivo de controle. Além disso, esses dispositivos precisam ser calibrados regularmente ou continuamente irão construir um erro, o qual rapidamente pode se tornar crítico, dependendo da aplicação.

[004] Também, em outras áreas técnicas, diferentes dos dispositivos de controle mencionados acima, dados de posicionamento são usados para determinar a posição de um objeto e, em muitos casos, são usadas soluções de medição absoluta, entretanto, normalmente tais soluções são bastante complexas e dispendiosas para serem usadas em aplicações de baixo custo. Sistemas baseados na visualização foram utilizados anteriormente e são muitas vezes usados em conjunto com pontos de referência, por exemplo, nos sistemas de posicionamento baseado na visualização para determinar a posição de veículos ou objetos em movimento. Esses sistemas podem ser montados no veículo ou objeto, determinando a posição através do uso de pontos de referência na área ao redor ou em uma posição externa, determinando a posição mediante uso de pontos de referência no veículo ou objeto. Esses sistemas geralmente são bastante complexos e exigem sistemas de visualização de alta qualidade e altas potências computacionais. Tal sistema é apresentado na Patente U.S. No. 5.965.879, em que é mostrado um codificador unidimensional óptico linear ou rotativo absoluto. Esta solução utiliza marcadores fiduciais idênticos para encontrar uma posição de um objeto. A posição fiducial é calculada em uma direção, a saber, a direção do percurso. Outro tipo de sistema é apresentado na Patente U.S. No. 6.765.195, onde é mostrado um codificador óptico bidimensional absoluto. A solução utiliza dois diferentes marcadores fiduciais para

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 9/41

3/28 determinar a posição de um objeto. Os marcadores fiduciais são idênticos ao longo de todas as posições codificadas e dispostos de uma maneira estritamente periódica em cada direção de percurso. Ambos os sistemas ilustram sistemas que precisam de soluções ópticas complexas e onde o tamanho dos padrões é da ordem de alguns micrômetros de dimensão. Esses sistemas também não proporcionam informação em curva ou rotacional.

Sumário da Invenção [005] Portanto, constitui um objeto da presente invenção prover um dispositivo de alta precisão e baixo custo, que proporciona dados de posição absoluta de custo relativamente efetivo e tecnologia não complexa e que possa também proporcionar adicionalmente informação de posição em três ou quatro dimensões (x, y, z e rotação).

[006] Isso é conseguido conforme um determinado número de aspectos da presente invenção, em que.

[007] Em um primeiro aspecto, é provido um sistema de detecção de posição, compreendendo:

- um grupo padrão, compreendendo pelo menos uma parte de nó e pelo menos uma parte de informação e uma pluralidade de grupos padrão é disposta em um objeto, no qual uma posição é para ser determinada,

- pelo menos um dispositivo de aquisição de imagem para detectar o padrão, e

- um dispositivo computacional de análise de sinais provenientes do dispositivo de aquisição de imagem, em que a análise compreende determinar centros geométricos em pelo menos duas direções das partes de nó padrão e determinar o tipo de parte para cada parte padrão detectada, as partes de nó proporcionam um posicionamento relativo do dispositivo de detecção e as partes de informação proporcionam a localização da parte de nó em

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 10/41

4/28 relação ao objeto.

[008]	O	objeto		pode	ser um objeto
tridimensional,	em	que o grupo	padrão	é provido em	uma
superfície curva	do	objeto.
[009]	As	linhas	do	grupo	padrão podem	ser
localizadas essencialmente	paralelas	entre si, a	uma
distância afastada (	d), em uma	direção	longitudinal de	um

eixo. Duas câmeras podem ser fornecidas, cada qual lendo uma das duas linhas de grupo padrão.

[0010] O sistema de detecção de posição pode

compreender	adicionalmente	pelo menos	um dispositivo	de
iluminação.	A	intensidade	de saída	de iluminação	do
dispositivo	de	iluminação	pode ser	controlada pelo

dispositivo computacional.

[0011] As partes de nó e as partes de informação podem compreender pelo menos um dentre um círculo completo, um anel ou um anel com uma marcação central e/ou as partes podem ser codificadas por cor.

[0012] O grupo padrão e câmera podem estar localizados em um recinto fechado que proporciona proteção dos parâmetros ambientais.

[0013] O dispositivo computacional pode adicionalmente ser disposto para determinar posições centrais simétricas de pontos de nó utilizando um algoritmo baseado em visualização, mediante uso de análise de gradiente. O centro simétrico é determinado pelas partes de nó e de informação do padrão.

[0014] As partes de nó podem compreender uma pluralidade de diferentes tipos, por exemplo, ponto cheio, ponto não-cheio, ou ponto não-cheio com um ponto no centro. O ponto pode apresentar um formato escolhido de um dentre os formatos circular, retangular, quadrático ou triangular.

[0015] As partes de informação podem compreender

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 11/41

5/28 uma pluralidade de diferentes tipos, por exemplo, ponto cheio, ponto não-cheio, ou ponto não-cheio com um ponto no centro.

[0016] O dispositivo computacional pode ser disposto para determinar uma distância entre o objeto e o dispositivo de aquisição de imagem, através da medição de pelo menos uma dentre o tamanho de uma parte de nó, o tamanho de uma parte de informação, a distância entre duas partes de nó, a distância entre duas partes de informação e a distância entre uma parte de nó e uma parte de informação.

[0017] Um segundo aspecto da presente invenção se refere a um sensor de torque, para medir um torque em um objeto, o sensor compreendendo:

- um sistema de detecção de posição, compreendendo:

- um grupo padrão compreendendo pelo menos uma parte de nó e pelo menos uma parte de informação e uma pluralidade de grupos padrão é disposta direta ou indiretamente no objeto,

- pelo menos um dispositivo de aquisição de imagem para detectar o padrão, e

- um dispositivo computacional de análise de sinais provenientes do dispositivo de aquisição de imagem, o dispositivo compreendendo adicionalmente meios para determinar centros geométricos em pelo menos duas direções das partes de nó padrão e determinar o tipo de parte para cada parte padrão detectada, as partes de nó sendo dispostas para proporcionar uma posição relativa ao dispositivo de aquisição de imagem e as partes de informação proporcionando a localização da parte de nó em relação ao objeto;

- pelo menos duas luvas, cada qual com uma

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 12/41

6/28 pluralidade de grupos padrão, as luvas sendo montadas no objeto, e em que o sistema de detecção de posição obtém dados de posicionamento de cada luva e o dispositivo computacional compreende ainda meios para detectar uma diferença angular entre a posição das luvas e para determinar um torque proveniente da diferença angular.

[0018] Ainda outro aspecto da presente invenção se refere a um método para determinar uma posição de um objeto, compreendendo as etapas de:

- detectar através de um dispositivo de detecção um grupo padrão localizado no objeto,

- determinar utilizando análise de simetria, em pelo menos duas direções, posições centrais de pontos de nó formando parte do grupo padrão,

- determinar o tipo do ponto de nó,

- determinar o tipo e posição de pontos de informação localizados no objeto, e

- determinar a posição absoluta do objeto em relação ao dispositivo de detecção, usando informação combinada da posição e tipo de pontos de ambos os pontos de nó e informação.

[0019] Ainda outro aspecto da presente invenção se refere a um programa de computador armazenado em um meio legível por computador para determinar uma posição de um objeto mediante análise de dados indicativos de um grupo padrão localizado no objeto, em que os dados são recebidos de uma câmera, caracterizado pelo fato de que o programa de computador é disposto para determinar posições centrais geométricas em pelo menos duas direções dos pontos de nó no grupo padrão para determinar uma posição do objeto em relação à câmera e disposto adicionalmente para determinar o tipo e posição relativa dos pontos de informação no grupo

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 13/41

7/28 padrão, para determinar localização dos pontos de nó em relação ao objeto.

[0020] As posições simétricas centrais dos pontos de nó podem ser determinadas mediante uso de um algoritmo baseado em visualização utilizando análise de gradiente.

[0021] Ainda outro aspecto é proporcionado, o

qual consiste de um detector	angular para	determinar uma
posição angular de um objeto,	compreendendo:
- um sistema	de detecção	de	posição
compreendendo:
- um grupo padrão	compreendendo	pelo	menos uma

parte de nó e pelo menos uma parte de informação e uma pluralidade de grupos padrão é disposta no objeto, no qual uma posição é para ser determinada,

- pelo menos um dispositivo de aquisição de imagem para detectar o padrão, e

- um dispositivo computacional que analisa sinais provenientes do dispositivo de aquisição de imagem, em que a análise compreende determinar centros geométricos em pelo menos duas direções das partes de nó padrão e determinar o tipo de parte para cada parte padrão detectada, as partes de nó proporcionam posicionamento relativo ao dispositivo de aquisição de imagem e as partes de informação proporcionam a localização das partes de nó em relação ao objeto, e em que o dispositivo computacional compreende adicionalmente meios para determinar uma posição angular do objeto, a partir da análise de sinais.

Breve Descrição dos Desenhos [0022] A seguir, a invenção será descrita de uma maneira não-limitativa e em maiores detalhes com referência às modalidades exemplificativas ilustradas nos desenhos

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 14/41

8/28 anexos, nos quais:

A figura 1a ilustra uma vista em seção transversal de um dispositivo de posicionamento aplicado a uma modalidade da presente invenção;

A figura 1b ilustra uma vista lateral da modalidade mostrada na figura 1a;

A figura 2 ilustra esquematicamente um dispositivo de processamento, de acordo com a presente invenção;

A figura 3 ilustra uma vista detalhada de um padrão de posicionamento, de acordo com a presente invenção;

A figura 4 ilustra uma aplicação da presente invenção;

A figura 5 ilustra outra aplicação da presente invenção;

A figura 6 ilustra esquematicamente um diagrama em bloco de um método de acordo com a presente invenção; e

A figura 7 ilustra outra modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas [0023] Na figura 1, a referência numérica (1) indica genericamente um dispositivo de medição (1), visto de uma vista em seção transversal de acordo com uma modalidade da presente invenção. O dispositivo (1) compreende um dispositivo de aquisição de imagem (3), posicionado a uma distância afastada de um objeto (2) de interesse. O dispositivo (1) é envolto em um invólucro (8) e conectores elétricos (9) e opcionalmente em uma interface de controle (10). Na figura 1, o objeto de interesse é um eixo (2) e o dispositivo (1) é montado no eixo (2) suportado por dois mancais (5) e (6). O dispositivo de aquisição de imagem (3) é montado próximo à superfície do

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 15/41

9/28 objeto (2) e o dispositivo (1) pode ser disposto de tal modo a formar uma cavidade (7), a qual pode ser essencialmente vedada a fim de diminuir o risco da entrada de sujeira ou outros fatores de perturbação dentro da cavidade (7). A figura 1a representa uma vista em seção transversal da modalidade Ia da figura 1b, que representa uma vista lateral da modalidade.

[0024] Os sinais provenientes do dispositivo de aquisição de imagem (3) são transferidos para um dispositivo de processamento (200), ilustrado na figura 2, através de um conector (207), para processamento de imagem e condicionamento de sinal a fim de prover um sinal ou sinais indicativo(s) da posição do objeto (2) para algum dispositivo externo conectado ao dispositivo de processamento utilizando um conector (203). O dispositivo de processamento pode incluir um processador (201), unidade de memória (ou unidades de memória) (202), unidade de processamento de imagem (204) e outras unidades (205) e (206), dependendo da aplicação para o dispositivo de medição (1). A unidade de processamento pode apresentar uma interface de comunicação para se comunicar com dispositivos externos ou unidades opcionais fixadas ao dispositivo de controle (1). Essas unidades opcionais podem incluir, sem qualquer limitação quanto a isso, retroalimentação de força, dispositivos de aperto ou dispositivos similares de interação para interagir com um usuário do dispositivo de controle. Interfaces para comunicar com dispositivos externos ou sensores internos de entrada, através de qualquer conector ou conectores adequados, conforme é do entendimento de um especialista versado na técnica, incluindo, sem que seja a isso limitado, USB (Universal Serial Bus - Barramento em Série Universal), Firewire, RS232, RS485, Ethernet, porta paralela Centronics, GPIB

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 16/41

10/28 (General Purpose Interface Bus - Barramento de Interface de Uso Geral), diferentes interfaces sem fio (por exemplo, Bluetooth e WLAN), etc. As interfaces listadas são todas de acordo com as interfaces padrão existentes, mas deverá ser entendido que isso também poderá envolver soluções padrões futuras ou até interfaces próprias.

[0025] O dispositivo de processamento (200) pode, convenientemente, ser disposto dentro do próprio dispositivo de medição ou ser provido como um dispositivo singelo externo, dependendo da aplicação.

[0026] Na modalidade ilustrada na figura 1, um dispositivo de aquisição de imagem (3) é utilizado para obtenção da posição do objeto (2), entretanto, outros tipos de sensor podem ser utilizados, os quais são dispostos para obtenção de dados de posicionamento, por exemplo, um sensor magnético de aquisição de posições de pontos magnéticos no objeto (2).

[0027] Um dispositivo sensor sem contato pode ser vantajosamente utilizado, visto que uma parte do objeto (2) é encapsulada dentro do invólucro (8) do dispositivo de medição (1); entretanto, esses tipos de sensores podem ser usados mesmo que não haja encapsulamento. Portanto, ocorre uma pequena quantidade de perturbações que podem influenciar a leitura, tais como poeira, luz ou campos magnéticos erráticos. Em uma modalidade, o invólucro (8) é feito de um material eletricamente condutor, com propriedades de proteção magnética, a fim de reduzir o risco de influenciar um sensor magnético na medição da posição do objeto (2). O padrão (4) e a câmera (3) podem

ser	providos	em	um recinto fechado para reduzir	o risco	de
contaminação	do	ambiente externo, por exemplo,	poeira	ou
luz.
	[0028]	Entretanto, a invenção não se	limita	a

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 17/41

11/28 medições sem contato da posição do objeto (2), sensores de contato podem também ser utilizados, incluindo, sem que seja a isso limitado, anéis corrediços, medidores de impedância, divisores de voltagem, codificadores digitais e medidores capacitivos.

[0029] Voltando agora para a figura 3, é descrito um padrão funcional, o qual compreende pontos de nó (301) a (304) e pontos de informação (305) a (311). Os pontos podem apresentar diferentes tamanhos e diferentes proporções de enchimento, e essas configurações terão um efeito funcional diferente quando da leitura das mesmas com um dispositivo de leitura, tal como uma câmera. Na figura 3, são também indicados pontos virtuais (312-315), os quais não são marcações que estão presentes na solução atual, mas podem ser usados opcionalmente para fins de análise como pontos de referência no algoritmo de análise. A fim de ler os pontos usando uma câmera, pode ser necessária a presença de iluminação (320), (330), (340), (350), dependendo da aplicação e do ambiente. Nesse caso, quatro dispositivos emissores de luz (por exemplo, diodos de emissão de luz (LED), bulbos de luz (com um filamento), diodos a laser, emissores de infravermelho (os emissores de infravermelho podem ser adequados, por exemplo, quando existe algum tipo de contaminação que não absorve ou reflete a luz infravermelha) ou lâmpadas fluorescentes) são usados para proporcionar uma luz uniforme sobre o padrão, na área de leitura da câmera. O padrão é repetido com variações sobre todo o objeto que passa na frente da câmera de modo a prover a possibilidade de obtenção de uma posição absoluta do objeto. No entanto, a invenção não se limita a quatro dispositivos de iluminação, podendo ser usado qualquer número adequado e em alguns casos quando a luz do ambiente é suficiente, não se fez necessário nenhuma iluminação

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 18/41

12/28 extra. A iluminação pode ser de qualquer freqüência

adequada, por	exemplo, sem	que	seja a isso limitado,	luz
visível, luz	infravermelha,	luz	ultravioleta,	raios X	ou
micro-ondas.
[0030] Os pontos	de	nó (301-304)	podem	se
apresentar na	forma de um anel (	301), (302) ou	de um anel
com um ponto	(303, 304)	no interior (podem	também	se

apresentar na forma de um círculo cheio). Os pontos de nó (301-304) são usados para determinar a posição na abertura da câmera e do tipo de ponto para uma determinada aplicação e a determinação é feita em duas etapas: uma primeira etapa para detecção dos pontos de nó e uma segunda etapa para determinação da posição dos pontos de nó com alta precisão. A razão para executar a análise em duas etapas é reduzir a potência computacional necessária em cada unidade de tempo determinada. A determinação mais precisa pode ser feita utilizando uma análise de simetria, um centro de análise de gravidade ou método similar, para determinar o centro do ponto, um assim chamado cálculo de centroide. O cálculo de centroide usando, por exemplo, análise de gradiente, é feito em pelo menos duas direções, a fim de adquirir a informação sobre a posição em pelo menos duas direções (e possivelmente também a dimensionalidade rotacional do objeto). Os pontos de nó precisam ser grandes o suficiente para prover um número de pixels adequado para possibilitar a análise. A fim de aumentar a precisão da determinação, os pontos de nó vantajosamente não são cheios, mas sim os anéis, com ou sem um ponto no centro. Isto proporciona ao método de análise escolhido uma característica de gradiente no exterior e interior do ponto de nó, o que aumenta a precisão do centro da análise do nó. O ponto no centro do anel pode ser usado para prover uma característica direcional do padrão, isto é, ele será mais fácil para o

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 19/41

13/28 sistema de análise, uma vez que o mesmo irá adquirir pontos de referência (ou linhas) em uma base regular. Esses tipos de anéis proporcionam pontos que podem ser usados a cada cinco graus ou um valor aproximado em torno do objeto. Por exemplo, é possível se usar anéis sem pontos ou uma linha equatorial de grupos padrão e em cada “sudeste” e “nordeste” são usados 5 graus da linha equatorial de grupos padrão com anéis com pontos. Outros formatos de pontos podem ser usados, por exemplo, pontos no formato retangular ou elíptico (estes podem ser usados para prover outro modo de obtenção de informação direcional e rotacional, isto é, a elipse possui uma construção no comportamento direcional do formato). Outros formatos podem incluir as formas quadrática, triangular ou formas de formato irregular.

[0031] Os grupos de pontos de informação (305311) são centralizados em torno de um ponto de nó, entre dois pontos de nó ou entre quatro pontos de nó. Os pontos de informação são usados para determinar a posição absoluta do grupo padrão. Os pontos de informação possuem vantajosamente um tamanho diferente dos pontos de nó, a fim de distinguir os mesmos dos pontos de nó. Eles são normalmente menores, uma vez que não são usados para determinar a posição do padrão com relação à abertura da câmera sendo usados para determinar a coordenada absoluta do grupo identificado com relação ao objeto que contém o padrão. Também, esses pontos de informação menores podem ser de diferentes características: círculos cheios, anéis e pontos não existentes (a não existência de um ponto também proporciona informação se o sistema souber que uma determinada área geométrica compreende pontos). O sistema de análise determina o grupo padrão dos pontos de informação e determina a posição relativa entre si e o tipo de característica do ponto. Uma vez que o sistema conhece o

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 20/41

14/28 número de pontos de informação usados nos grupos padrão de informação, o sistema pode determinar quais tipos de pontos está presente em cada localização e a partir dessa análise determinar a posição absoluta daquele grupo padrão de informação. Usando sete pontos de informação, conforme ilustrado na figura 3 com essas três diferentes características, um número acentuadamente grande de combinação única se torna disponível, o que é suficiente para objetos razoavelmente dimensionados e de precisão escolhida; entretanto, deverá ser entendido que um número diferente de pontos de informação pode ser usado, dependendo da aplicação. Diferentes formatos de pontos de informação e/ou pontos de nó podem ser utilizados, porém, a invenção não é limitada a formatos arredondados, mas formatos quadráticos, triangulares ou de qualquer outra forma geométrica (até mesmo formatos irregulares) podem ser usados. O tamanho dos pontos de nó e/ou de informação pode ser usado para prover os pontos com diferentes tipos de informação e, em tal caso, o tamanho pode ser determinado a partir da área de cada ponto. O tamanho pode, então, ser usado de modo uniforme para os formatos irregulares, uma vez que cada ponto pode ser determinado pelo número de pixels que constroem uma imagem do ponto. Os pontos de nó e de informação podem ser os mesmos pontos, isto é, eles não precisam ser de tamanho, tipo ou localização diferente, na medida em que o sistema pode usar o padrão para determinar a localização do ponto no objeto e uma posição relativa do dispositivo de detecção.

[0032] Em uma aplicação com superfícies curvas, o padrão é aplicado em um sistema angular diferente do sistema de coordenadas Cartesiano, isto é, a cada quinto grau do perímetro dos objetos para um objeto esférico, ao invés de 5 mm em torno do perímetro. Desse modo, as

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 21/41

15/28 irregularidades do objeto podem ser compensadas. No entanto, deverá ser entendido por um especialista versado na técnica que o padrão poderá ser aplicado em um sistema de coordenadas Cartesiano, com ajustes apropriados na calibração e/ou análise do padrão adquirido, mesmo para uma superfície não plana, isto é, uma superfície curva.

[0033] O padrão pode ser aplicado mediante qualquer técnica adequada de aplicação dependendo do tipo de superfície e do objeto, por exemplo, marcações a laser, gravação, cauterização, fresagem, serrilhamento, traçagem, tingimento, técnicas de jateamento de tinta, podendo ser aplicado diretamente no objeto ou em um filme ou qualquer outro material adequado que possa ser fixado ao objeto e também conforme o conhecimento de um especialista versado na técnica. Por exemplo, uma luva moldada por injeção pode ser proporcionada com grupos padrão já durante a produção da luva e dessa forma a luva pode ser aplicada a um objeto de interesse.

[0034] Os pontos no grupo padrão podem apresentar diferentes profundidades e perfis de profundidade no material no qual os pontos são aplicados. Isto pode ser conveniente para prover diferentes configurações de contraste. Por exemplo, um ponto com uma profundidade de estreitamento cônico será visto por uma câmera como sendo mais escuro do que um ponto com uma superfície de base plana. Também, o padrão pode se projetar para fora do objeto, por exemplo, na forma de cones que se salientam para fora do material; isso pode ser de utilidade, por exemplo, para determinar a distância entre o dispositivo de detecção e o objeto.

[0035] O padrão pode ser disposto de modo adequado e vantajoso, dependendo do tipo da superfície, por exemplo, para superfícies essencialmente planas ou

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 22/41

16/28 superfícies curvas. A presente invenção é particularmente adequada para uso em superfícies curvas.

[0036] O padrão pode prover informação sobre a posição x e posição y do objeto, assim como, a rotação ou flexão do objeto em relação ao dispositivo de detecção. Ao medir a distância entre dois pontos de informação ou nó (ou mesmo entre um nó e uma parte de informação) ou o tamanho de um código ou um ponto de nó, é também possível determinar a distância entre o objeto e o dispositivo de detecção, isto é, a posição z.

[0037] No caso de um dispositivo de aquisição de imagem ser usado como dispositivo de detecção, é utilizado um algoritmo para determinar o tipo de padrão e as posições relativas e o grau de enchimento de cada ponto.

[0038] Uma vez que cada padrão é único, é possível determinar a posição absoluta do padrão (e dessa forma do objeto sobre o qual o padrão é fixado). Uma análise baseada na simetria apresenta benefícios por ser rápida e não tão dependente de intenso esforço computacional e, portanto, possível de usar em soluções de baixo custo. Os valores de pixel obtidos da câmera compreendem, por exemplo, dados em escala cinza (ou podem ser codificados em cor se os pontos de nó e/ou informação em questão compreenderem dados em cor), por exemplo, valores na faixa entre 0 e 255. A análise compreende ajustar um valor limite, para o qual o sistema determina se um pixel compreende ou não uma marcação. Esse limite é ajustável (através de um software ou hardware), podendo ser controlado de acordo com a luz ambiente ou poeira sobre o objeto, após o que as marcações são ajustadas. Se um pixel for completamente cheio com um ponto marcado, ele pode ser lido, por exemplo, como 40 e um pixel completamente sem marcação pode ser lido, por exemplo, como 180; um pixel

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 23/41

17/28 apenas parcialmente cheio com uma marcação pode ser lido, por exemplo, como 90, o que estaria abaixo de um limite de 100 e, portanto, determinado como compreendendo uma marcação. É possível utilizar esses pixels parcialmente cheios na análise de modo a aumentar a precisão da determinação do posicionamento. A análise examina todos os pixels recebidos em uma estrutura e determina quaisquer pontos de nó e informação na estrutura. A análise pode ser disposta para filtrar os pontos abaixo de um determinado número de pixels, uma vez que os pontos de nó e informação apresentam um tamanho conhecido nos pixels; por exemplo, os pontos abaixo de 5 ou superiores a 15 podem ser filtrados para uma aplicação onde os pontos de nó possuem um tamanho na estrutura da câmera de aproximadamente 10 pixels e pontos de informação de um tamanho de aproximadamente 6 pixels. A presente invenção não é limitada aos valores exemplificados acima da escala cinza e aos tamanhos de leitura de câmera. Esses fatores são muito dependentes da aplicação e buscam pela precisão do sistema, podendo ser variados em grande amplitude. Por exemplo, nas soluções da escala cinza, uma tonalidade completamente negra pode ser representada por 0 ou um número 255 e uma tonalidade completamente branca, consequentemente, por 255 ou 0. Os tamanhos dos pixels dos pontos de nó ou informação podem ser escolhidos para qualquer outro valor adequado, conforme é entendido por um especialista versado na técnica, dependendo, por exemplo, do ajuste da câmera, da aplicação e da distância entre a câmera e o padrão.

[0039] A figura 4 ilustra esquematicamente um dispositivo de medição de torque (400), utilizando a presente invenção. Ao utilizar os padrões para aquisição de posição de um objeto, é possível medir as tensões no objeto (402). Isso pode ser feito mediante comparação de duas

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 24/41

18/28 posições do objeto (402) diferentes e medição da posição relativa entre os mesmos. Se existir um desvio entre os objetos, isto pode ser o resultado de esforços; isto é verdadeiro, por exemplo, para um torque presente em um eixo (402), onde o torque induz um desvio angular no eixo (402), entre dois pontos diferentes, na direção longitudinal do eixo (402). No entanto, a precisão do dispositivo de medição é dependente do espaçamento dos dois pontos de medição; quanto maior for a distância entre os dois pontos, maior será a deflexão angular e assim melhor será a precisão. Na figura 4, um dispositivo de detecção único (por exemplo, um dispositivo de aquisição de imagem) é usado para medição de dois padrões separados ao mesmo tempo e, a fim de aumentar a deflexão angular, são usadas duas luvas (403) e (404), de tal modo a ampliar o desvio angular. Isso é conseguido mediante fixação de um lado (406) e (405) de cada luva (403) e (404) ao eixo (402). Qualquer desvio angular em cada um dos pontos de fixação será transferido para cada luva (403) e (404) e, portanto, cada extremidade livre (408, 409 irá se desviar com o mesmo desvi extremidade fixa (405, 406). O luvas (403, 404), em cada extremidade livre (408, 409), podem ser medidos com o mesmo dispositivo de detecção (401). Esse tipo de solução apresenta um benefício em que não há necessidade de calibração entre uma pluralidade de dispositivos de detecção, por exemplo, características de sincronização que devem ser um problema se o eixo (402) estiver girando em velocidades similares ou superiores à velocidade de detecção. Por exemplo, no caso dos dispositivos de aquisição de imagem, a velocidade de projeção do dispositivo de aquisição de imagem, se comparada à velocidade de giro do eixo (402) irá se ajustar

de cada	luva (	403,	404)
angular,	assim	como	cada
padrões	(4) e	(4' )	nas

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 25/41

19/28 ao limite superior da precisão. No entanto, para aplicações que usam dispositivos de detecção com altas velocidades de detecção, ou em aplicações em que o objeto (402) se movimenta a uma velocidade abaixo da velocidade de detecção, pode ser usada uma pluralidade de dispositivos de detecção e nesses casos, as luvas (403, 404) não são necessárias, ao invés disso, o padrão pode ser localizado diretamente no eixo (402). O sistema pode também prover informação sobre a posição translacional do eixo (402) e/ou da flexão do eixo (402). Ao prover uma câmera (não mostrada) em uma diferente posição angular (por exemplo, 90 graus de afastamento da primeira câmera (401)), mas, na mesma posição longitudinal do eixo, o sistema pode operar como um dispositivo de posicionamento de X, Y e Z, assim como prover informação sobre o torque e flexão. O sistema pode também prover informação sobre a velocidade rotacional do eixo.

[0040] A figura 5 ilustra uma modalidade da presente invenção utilizada em uma estrutura tipo esférica ou parcialmente esférica, para uso, por exemplo, em um dispositivo de interface de computador, tal como um trackball, ou como uma interface de braço de robô para manter o rastreio da posição do braço de robô em um meio digitalizador tridimensional, para medir e digitalizar a forma de um objeto tridimensional. Um sistema de posicionamento de acordo com essa modalidade compreende uma esfera (501) com um padrão (504), de acordo com a presente invenção, disposto na esfera (501). Um sistema de detecção de padrão (503) compreendendo uma unidade computacional (não mostrada) e, por exemplo, uma câmera (502), a qual detecta a posição do padrão com relação ao sistema de detecção e sendo capaz de produzir através de uma interface (não mostrada) imagens ou coordenadas absolutas da esfera

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 26/41

20/28 (501), dependendo se o sistema possui ou não uma unidade computacional. Uma vez que a esfera e o padrão podem ser feitos de um material resiliente, tal disposição pode ser usada como um elemento de suporte de carga. Isto será discutido posteriormente em maiores detalhes.

[0041] A figura 6 representa um diagrama em bloco esquemático de um método, etapas (601) a (605), para calibrar o dispositivo de medição, de acordo com a presente invenção. Durante a aplicação do padrão sobre o objeto que se deseja conhecer a posição, é possível calibrar o padrão; isto pode ser feito em um equipamento de fabricação, em que o objeto é fixado de um modo rotativo (se o objeto for pelo menos parcialmente de uma geometria esférica ou cilíndrica). O equipamento de fabricação pode ser dotado de um dispositivo de determinação de posição referencial, tal como um codificador angular para determinar a posição angular do objeto durante a rotação no equipamento. O objeto pode girar enquanto o padrão é aplicado, garantindo dessa forma que o padrão seja aplicado de um modo angular (isto é, diferentemente do sistema de coordenadas Cartesiano, conforme explicado anteriormente). No mesmo equipamento ou pelo menos em conexão com o equipamento, um sistema de calibração pode ser localizado, proporcionando a leitura de valores de pontos quando o objeto gira e obtendo dados de medição angular do dispositivo de determinação de posição referencial. Assim, é possível obter valores referenciais de posições dos pontos de nó e, de forma correspondente, um banco de dados de calibração pode ser criado, o qual pode ser usado em dispositivos que utilizam a presente invenção a fim de aumentar mais ainda a precisão das medições de posição absoluta do objeto em aplicação. Uma técnica de calibração similar pode ser aplicada ao sistema no local, para nova calibração ou quando o sistema

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 27/41

21/28 é aplicado em uma aplicação existente, por exemplo, uma luva ou filme, com o grupo padrão aplicado a um eixo já montado na sua aplicação apropriada, em que esses tipos de circunstâncias podem ser de interesse para calibrar o sistema no local.

[0042] O método de calibração pode compreender as seguintes etapas:

- montar o objeto no equipamento de calibração (601);

- obter imagens padrão do padrão no objeto (602);

- obter dados de posição absoluta de um detector de posição separado (603);

- associar as imagens padrão obtidas com a posição absoluta do objeto (604), e

- prover um banco de dados de calibração para o objeto calibrado (605).

[0043] O banco de dados de calibração pode compreender uma lista de dados simples de dados de calibração, isto é, pares de posições de calibração referenciais e pontos nas imagens padrão obtidas ou um algoritmo de associação de pontos no padrão com posições absolutas.

[0044] O ajuste dos limites e das condições de iluminação pode ser utilizado pelas áreas de leitura de segundo plano (isto é, as áreas sem pixels) para obtenção de uma condição de luz corrente. Em seguida, é possível ajustar um novo valor limite entre os pixels marcados e não-marcados e também é possível ajustar a intensidade dos dispositivos de iluminação (320, 330, 340, 350) mediante controle da geração de luz desses dispositivos de iluminação. Um método para determinar as condições de iluminação de segundo plano pode ser como segue: a abertura da estrutura de câmera pode ser dividida em 16 setores e

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 28/41

22/28 com o padrão exemplificado anteriormente, é possível encontrar quatro setores onde os pontos não estão presentes (ou pelo menos apenas parcialmente presentes), podendo se encontrar esses quatro setores mediante descoberta de quatro pontos virtuais (312-315) localizados entre cada ponto de nó, em uma linha entre os pontos de nó (uma linha que não compreende pontos de informação). Os setores onde esses quatro pontos virtuais se encontram localizados podem ser usados como setores de segundo plano para determinar as condições de iluminação de segundo plano. Um número determinado de tais leituras pode ser usado em um algoritmo cumulativo e de aferição para aumentar a precisão da determinação de iluminação de segundo plano. O número de setores e de setores de segundo plano não está limitado ao acima mencionado e diferentes números desses setores podem ser utilizados.

[0045] Voltando agora para a figura 7, é apresentada uma ilustração de uma modalidade da presente invenção de um dispositivo de medição de torque (710), em que duas linhas (4, 4') dos grupos padrão são localizadas em um eixo (702) . Duas câmeras (703, 706) individualmente tomam leituras de tais linhas (4, 4') e disponibilizam a informação de imagem ou dados de posição para um dispositivo central de processamento (730) através de cabos (701, 702) e unidades de interface (704, 706). Uma vez que as duas linhas de grupos padrão são separadas ao longo da direção longitudinal do eixo, quando um torque é aplicado ao eixo, as linhas irão se desviar ligeiramente uma da outra, devido a uma torção angular que ocorre no eixo quando o mesmo é submetido a um torque. Esse desvio é proporcional ao torque aplicado, dessa forma, é possível medir o torque através da medição da torção angular ocorrida no eixo. As duas linhas de grupos padrão devem ser

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 29/41

23/28 suficientemente separadas por uma distância (d), de modo a prover uma torção angular mensurável. A separação necessária a fim de adquirir uma torção angular mensurável suficiente é uma função da resolução da câmera, da faixa do torque aplicado e da resolução da medição desejada, e do diâmetro externo e diâmetro interno do eixo, se o eixo for um tubo.

[0046] Em outra alternativa do dispositivo de medição de torque (710) descrito acima, as duas câmeras são reduzidas a uma câmera, para medir em ambos os padrões, ao mesmo tempo em que se disponibilizam imagens para a câmera a partir das duas localizações. Isso pode ser feito mediante disponibilização das imagens usando fibras ópticas, usando espelhos ou um prisma.

[0047] A câmera pode ser uma câmera sensível à radiação de raio infravermelho, detectando diferentes temperaturas no objeto e o padrão no objeto pode ser disposto com diferentes características de temperatura. A iluminação na faixa do infravermelho pode ser fornecida nesse tipo de solução, a fim de prover um contraste de iluminação adequado e outros parâmetros.

[0048] A presente invenção de determinar posições absolutas em objetos pode ser utilizada em diversos tipos de aplicações, uma vez que a câmera e os sistemas computacionais podem compreender dispositivos de baixo custo. A variedade de aplicações inclui, por exemplo, um dispositivo medidor de torque para medir torque em um modo sem contato, para uso em veículos que medem o torque em um eixo na linha de transmissão (para otimização do processo de combustão ou da potência produzida para cada roda), ou no eixo do volante de direção (para uso na direção mecânica), para uso em uma bicicleta (por exemplo, um ciclo de repuxamento usado para fins de exercício) ou em

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 30/41

24/28 qualquer tipo de eixo onde o torque é de interesse de ser medido. A invenção pode também ser usada para medir outros parâmetros correlacionados a uma posição do objeto de interesse, tais parâmetros incluindo, sem que seja a isso limitado, força, velocidade rotacional, posição e curvatura. A presente invenção pode ser usada, por exemplo, também como um sensor para aplicação em ABS (Automatic Brake Systems - Sistemas de Frenagem Automática), para sensores anti-repuxo ou na fabricação de máquinas de CNC (Computerized Numerical Control - Controle Numérico Computadorizado), quando do posicionamento da ferramenta usada na máquina de CNC.

[0049] A solução com uma câmera para medição de grupos padrão em um objeto com apenas translação rotacional irá proporcionar uma solução precisa e de baixo custo para determinar a posição angular do objeto, por exemplo, como um codificador angular, mas com um grande aumento da resolução. Por exemplo, quando o objeto se apresenta como um objeto tipo roda, por exemplo, um disco com uma espessura suficiente para proporcionar espaço para o padrão, o padrão pode ser fornecido sobre o perímetro externo da roda ou sobre um lado da roda.

[0050] A presente invenção pode ser utilizada em um braço de articulação (para determinar e digitalizar proporções geométricas de um objeto), mediante combinação de um determinado número de diferentes modalidades da presente invenção. Um braço de articulação normalmente compreende um determinado número de juntas, cada qual com um sensor de posicionamento para determinar a posição de cada parte compreendida pelo braço. Com um determinado número de tais juntas angulares, o braço de articulação pode ser usado para determinar as dimensões geométricas do objeto e provê-las a um sistema de projeto auxiliado por

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 31/41

25/28 computador (CAD) para obtenção de dimensões geométricas em um sistema computacional. Um braço de articulação, de acordo com a presente invenção, pode compreender juntas com uma combinação de dispositivos de detecção tridimensionais e unidimensionais, por exemplo, um primeiro sensor unidimensional localizado na base do braço, um segundo sensor unidimensional em cada junta unidimensional, entre cada seção de braço e um dispositivo sensor tridimensional sustentando uma sonda utilizada para determinar a posição de um objeto de teste sob o exame minucioso do braço de articulação. O número e tipo de dispositivos de detecção que fazem parte do braço de articulação pode ser variado nas presentes configurações, obtendo a mesma funcionalidade. O primeiro dispositivo de detecção unidimensional mantém o rastreio do posicionamento rotacional global do braço com relação à superfície, onde depois a disposição de braço de articulação se apoia, o segundo e subsequente dispositivo de detecção unidimensional em cada junta entre cada seção de braço mantém o rastreio em uma posição de rotação e o dispositivo de detecção tridimensional mantém o rastreio da posição da sonda em relação ao braço. A tomada de medições de cada dispositivo de detecção em relação à posição da sonda, relativa ao objeto de teste, pode ser determinada e a configuração geométrica do objeto de teste digitalizada.

[0051] A presente invenção pode também ser usada em um teodolito, que é um instrumento para medição de ângulos horizontais e verticais, por exemplo, para uso em aplicações de triangulação. O teodolito compreende um telescópio montado de tal modo a poder ser movido dentro de dois eixos perpendiculares, um eixo horizontal e um eixo vertical. O teodolito é normalmente montado em um tripé colocado precisa e verticalmente sobre o ponto a ser medido

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 32/41

26/28 telescópio. No entanto, especialista versado na de ajuste dispositivo para funcionamento global dos conhecidas para os e o seu eixo vertical é alinhado com a gravidade local. A presente invenção pode ser usada para aquisição de dados de posicionamento absoluto para o teodolito, com relação ao ambiente, por exemplo, a posição do solo, onde posteriormente o teodolito é centralizado por cima. O sistema de detecção pode ser disposto como uma junta intermediária entre uma placa de base do tripé e o deverá ser entendido por um técnica que outras partes e disposições de confinamento poderão ser providas com o objetivo de construir tal dispositivo, por exemplo, botões mecânico para calibrar mecanicamente o uma adequada posição com relação à gravidade e/ou ao plano do solo, monitores de leitura, para um usuário ler os dados de posicionamento, interface de comunicação para comunicar esses dados ao dispositivo externo (por exemplo, um computador portátil), suprimento de energia (por exemplo, energia externa ou energia interna de bateria). A composição e teodolitos são, geralmente, especialistas versados na técnica e não serão descritas no presente documento.

[0052] Um benefício da presente invenção é que o padrão pode ser provido em elementos de suporte de carga, em construções de diferentes aplicações, nas quais a invenção pode ser aplicada. Por exemplo, no caso de um sensor de torque, o padrão é provido no eixo, o qual por sua vez faz parte da aplicação global na qual o eixo está localizado, em uma disposição de braço de articulação, o padrão é provido nos elementos que suspendem as cargas formadoras das juntas, e em uma aplicação de suporte, o padrão pode ser provido sobre os elementos portadores de carga, tais como as esferas ou cilindros que fazem parte

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 33/41

27/28 dos mancais esféricos ou cilíndricos. Esse benefício é proveniente do fato de que o padrão pode ser provido como parte do material do objeto em si (tais como ondulações ou recortes) ou em um material resiliente para desgaste mecânico fixado ao objeto.

[0053] Geralmente, a invenção também apresenta um benefício de ser capaz de prover medições altamente precisas e de alta velocidade de dados de posição absoluta, entretanto, o limite superior da velocidade é limitado ao padrão de velocidade de aquisição, por exemplo, no caso de um dispositivo de aquisição de imagem proporcionar imagens do padrão, a velocidade de projeção dessa aquisição de imagens irá ajustar o limite superior da velocidade. A presente invenção proporciona uma precisão que pode exceder a 10 vezes a precisão normal encontrada em aplicações similares, as quais apresentam soluções mais dispendiosas e complexas em muitas das aplicações.

[0054] Deve ser observado que o termo compreendendo não exclui a presença de outros elementos ou etapas que aquelas listadas e os termos um ou uma que precedem um elemento não excluem a presença da pluralidade de tais elementos. Deve ser ainda observado que quaisquer sinais de referência não limitam o escopo das reivindicações, e que a invenção pode ser implementada pelo menos parcialmente por meio de dispositivos de hardware e software e que diversos meios, unidades ou dispositivos podem ser representados pelo mesmo item de hardware, [0055] As modalidades mencionadas e descritas acima são apenas fornecidas como exemplos e não devem ser limitativas para a presente invenção. Outras soluções, usos, objetivos e funções dentro do escopo da invenção, conforme reivindicadas nas reivindicações apresentadas em

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 34/41

28/28 anexo, devem ser evidentes para um especialista versado na técnica.

Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 35/41

1/5

Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de detecção de posicionamento, para detectar uma posição de um objeto, o sistema (1) sendo caracterizado por compreender:

   - um grupo padrão (4) compreendendo pelo menos uma parte de nó (301-304) e pelo menos uma parte de informação (305-311) e uma pluralidade de grupos padrão disposta direta ou indiretamente no objeto (2),

   - pelo menos um dispositivo de aquisição de imagem (3) para detectar o padrão (4), e

   - um dispositivo computacional (200) compreendendo meios para analisar sinais para determinar centros geométricos em pelo menos duas direções de cada uma das partes de nó padrão (301-304) e determinar o tipo da parte para cada parte padrão detectada (301-311), as partes de nó (301-304) sendo dispostas para proporcionar uma posição em relação ao dispositivo de aquisição de imagem (3) e as partes de informação (305-311) proporcionando a localização da parte de nó em relação ao objeto.
2. 2. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o objeto (2) é um objeto tridimensional.
3. 3. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o grupo padrão (4) é provido em uma superfície curva do objeto (2).
4. 4. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que duas linhas de grupos padrão (4, 4') são localizadas essencialmente paralelas entre si a uma distância (d) entre si em uma direção longitudinal de um eixo (2).
5. 5. Sistema de detecção de posicionamento, de

   Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 36/41

   2/5 acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dois dispositivos de aquisição de imagem (3) são providos, cada um deles lendo uma das linhas de grupo padrão (4, 4' ).
6. 6. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos um dispositivo de iluminação (320, 330, 340, 350) e onde a iluminação é uma dentre luz visível, luz infravermelha, luz de raios X e luz ultravioleta.
7. 7. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a intensidade de iluminação do dispositivo de iluminação é controlada pelo dispositivo computacional.
8. 8. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as partes de nó e as partes de informação compreendem pelo menos um dentre um círculo cheio, um anel ou um anel com uma marcação central.
9. 9. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das partes de nó e das partes de informação são codificadas por cor.
10. 10. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o grupo padrão (4) e o dispositivo de aquisição de imagem (3) são localizados em um recinto fechado proporcionando proteção de parâmetros ambientais.
11. 11. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo computacional é adicionalmente disposto para determinar posições centrais

    Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 37/41

    3/5 simétricas de pontos de nó utilizando um algoritmo baseado em visualização, que utiliza análise de gradiente.
12. 12. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o centro simétrico é determinado para as partes de nó e de informação do padrão.
13. 13. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que as partes de nó compreendem uma pluralidade de tipos diferentes, por exemplo, ponto cheio, ponto não-cheio ou ponto não-cheio com um ponto no centro.
14. 14. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ponto apresenta um formato escolhido dentre circular, retangular, quadrada ou triangular.
15. 15. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que as partes de informação compreendem uma pluralidade de diferentes tipos, por exemplo, ponto cheio, ponto não-cheio, ou ponto não-cheio com um ponto no centro.
16. 16. Sistema de detecção de posicionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o dispositivo computacional é disposto para determinar uma distância entre o objeto e o dispositivo de aquisição de imagem ao medir pelo menos um dentre o tamanho de uma parte de nó, o tamanho de uma parte de informação, a distância entre duas partes de nó, a distância entre duas partes de informação e a distância entre uma parte de nó e uma parte de informação.
17. 17. Sensor de torque, para medir um torque em um objeto (2), o sensor compreendendo:

    Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 38/41

    4/5

    - um sistema de detecção de posição (1) compreendendo:

    - um grupo padrão (4, 4'), compreendendo pelo menos uma parte de nó (301-304) e pelo menos uma parte de informação (305-311) e uma pluralidade de grupos padrão é disposta direta ou indiretamente no objeto (2),

    - pelo menos um dispositivo de aquisição de imagem (3) para detectar o padrão (4), e

    - um dispositivo computacional (200) compreendendo meios para analisar sinais provenientes do dispositivo de aquisição de imagem (3) para determinar centros geométricos em pelo menos duas direções das partes de nó padrão (301-304) e determinar o tipo de parte para cada parte padrão detectada (301-311), as partes de nó (301-304) sendo dispostas para proporcionar uma posição em relação ao dispositivo de aquisição de imagem (3) e as partes de informação (305-311) proporcionando a localização da parte de nó em relação ao objeto;

    - pelo menos duas luvas (403-404), cada uma com uma pluralidade de grupos padrão (4, 4'), as luvas sendo montadas no objeto (2), caracterizado pelo fato de que o sistema de detecção de posicionamento obtém dados de posição de cada luva (403-404) e o dispositivo computacional adicionalmente compreende meios para detectar uma diferença angular entre a posição das luvas e para determinar um torque proveniente da diferença angular.
18. 18. Método para determinar uma posição de um objeto, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:

    - detectar com um dispositivo de detecção um grupo padrão localizado no objeto,

    - determinar utilizando análise de simetria, em

    Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 39/41

    5/5 pelo menos duas direções, posições centrais de pontos de nó que fazem parte do grupo padrão,

    - determinar o tipo do ponto de nó,

    - determinar o tipo e posição dos pontos de informação localizados no objeto, e

    - determinar a posição absoluta do objeto em relação ao dispositivo de detecção utilizando informação combinada da posição e tipo de pontos dos pontos de nó e de informação.
19. 19. Detector angular para determinar uma posição angular de um objeto (2), compreendendo:

    - um sistema de detecção de posicionamento (1), compreendendo:

    - um grupo padrão (4) compreendendo pelo menos uma parte de nó (301-304) e pelo menos uma parte de informação (305-311) e uma pluralidade de grupos padrão disposta direta ou indiretamente no objeto (2),

    - pelo menos um dispositivo de aquisição de imagem (3) para detectar o padrão (4), e

    - um dispositivo computacional (200) compreendendo meios para analisar sinais provenientes do dispositivo de aquisição de imagem (3) para determinar centros geométricos em pelo menos duas direções das partes de nó padrão (301-304) e determinar o tipo da parte para cada parte padrão detectada (301-311), as partes de nó (301-304) sendo dispostas para proporcionar um posicionamento em relação ao dispositivo de detecção e as partes de informação (305-311) proporcionando a localização da parte de nó em relação ao objeto, caracterizado pelo fato de que o dispositivo computacional adicionalmente compreende meios para determinar uma posição angular do objeto a partir da análise de sinais.

    Petição 870180012254, de 15/02/2018, pág. 40/41

    1/6