• Gazebo Simulation
• Projective Augmented Reality
• Robotic Head
• ROS (Robot Operating System)

Our work has been the mechanical design, control inside the ROS framework and test of a new robotic head prototype provided with a Kinect v2 (an RGB-D camera) and with a projector, in order to execute Projective Reality Augmentation experiments to attempt new communication modalities between robot and not-experienced users. Projective Reality Augmentation (PAR), also known as Spatial Augmented Reality (SAR), augments real world objects and scenes without the use of special displays such as monitors, head mounted displays or hand-held devices, but using digital projectors to display graphical information onto physical objects: this way, it is going to be possible helping people to use better everyday objects. What I have described is here implemented on a robot platform, towards the usage of PAR technology on service robots.
This work is organized as follows: presented the mechanical design of the prototype, the second part contains the development of the visual servoing control of the head inside ROS framework through realistic simulations realized in the Gazebo Simulator. Finally, in the third part, the developed control architecture is tested on the assembled system; here the implementation of the low-level control interface is also described. In this final section it is showed a proof-of-concept example of use of the complete system, robot head with camera and projector.

Il nostro lavoro di Tesi è consistito nel progetto meccanico, controllo in ambiente ROS e test di una testa robot dotata di un sistema camera RGB-D e di un proiettore al fine di eseguire esperimenti di Projective Augmented Reality per provare nuove modalità di comunicazione tra robot e utenti. Projective Augmented Reality (PAR), anche conosciuta come Spatial Augmented Reality (SAR), permette di "aumentare", arricchire la percezione sensoriale di ambienti e oggetti reali senza l'utilizzo di particoli schermi come monitor, visori da indossare o portare a mano, bensì mediante l'utilizzo di proiettori per mostrare sopra gli oggetti delle informazioni aggiuntive: in questo modo diventerà possibile aiutare le persone ad utilizzare al meglio gli oggetti della vita quotidiana. Quanto qui descritto è stato implementato sopra una piattaforma robot, in vista dell'utizzo della suddetta tecnologia con i futuri robot di servizio.
Il lavoro è così organizzato: illustrata la progettazione meccanica del prototipo, è mostrato lo sviluppo del controllo visivo della testa in ambiente ROS mediante simulazioni in Gazebo. Il controllo sviluppato è poi testato sul sistema reale; è qui descritta anche l'implementazione delle interfacce di controllo di basso livello. In questa parte finale è presentato un esempio di utilizzo del sistema completo, la testa robot con la camera e il proiettore.