3 boyutlu nesne algılaması ile çalışan robot kollu otonom taşıma sistemi tasarımı
Design of autonomous handling robotic manipulator system with3D object detection
Yazar: TICHAONA JONATHAN MAKOMO
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ BORU
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Görsel nesne tanıma = Visual object recognition ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing

Özet:
Bu çalışma kapsamında, 3D algıyıcıyı bir robotik manipülasyona entegre etme, bir nesneyi otomatik olarak algılama, izleme ve tutma ve başka bir yere yerleştirme işlemleri yapılmıştır. Robotu kontrol etmek için, çok yönlü ve güçlü bir programlama dili olan MATLAB programı kullanılmıştır. 6 eksenli robot manipülatörleri endüstride Montaj, paketleme, paletleme ve alma ve yerleştirme işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu çalışma kapsamında fabrikalarda kullanılan tut ve bırak işlemi uygulanmıştır. Bu çalışma için, bir gripper ve Windows kamera sensörü için 3D Kinect ile donatılmış bir ABB IRB120 robotundan oluşan bir robotik sistem kullanılmıştır. 3D veri toplama, görüntü işleme ve bazı farklı kamera parametreleri incelenmiştir. Kameradan elde edilen görüntülerden robotun çalışma alanını belirlemek ve iş parçalarını tanımak için kullanılır. Bu görüntüler daha sonra nesnelerin konumunu ve yönünü hesaplamak için kullanılır. Bu görüntüler kullanılarak, bir nesneyi kavramak için robot ile otomatik bir yol ve yörünge geliştirildi. İş parçalarını tespit edebilmek için, MATLAB'ın Bilgisayar Görme Araç Kutusu ve Görüntü Alma Araç Kutusu'ndaki mevcut algoritmalar kullanılarak nesne tanıma teknikleri uygulanmıştır. Bunlar nesnenin konumu ve ilgilenilen nesnenin yönelimi hakkında bilgi vermektedir. Bilgi daha sonra bir bilgisayar ağı üzerinden istemciden sunucuya bir bağlantı yoluyla yol planlaması için robota aktarılır. Bu nedenle test sonuçları, sistemin robotun çalışma alanına rastgele yerleştirilmiş nesneleri seçip yerleştirebildiğini gerçek zamanında göstermektedir.

Abstract:
This work deals with the possibility of integrating a 3D sensor into a robotic manipulation, with an intention to automatically detect, track and grasp an object, placing it in another location. To enhance the flexibility and easy functionality of the robot, MATLAB, a versatile and powerful programming language is used to control the robot. These kind of 6 DOF robot manipulators are widely used in industry. They find common application in assembling, packaging, palletizing and pick and place operations. For this work, a common industrial task in many factories of pick and place is implemented. For this work, a robotic system consisting of an ABB IRB120 robot equipped with a gripper and a 3D Kinect for Windows camera sensor is used. The 3D data acquisition, image processing and some different camera parameters are investigated. The information in the image acquired from the camera is used to determine the robot's working space and to recognize workpieces. This information is then used to calculate the position and orientation of the objects. Using this information, an automatic path to grasp an object was designed and developed to compute the possible trajectory to an object. To be able to detect the workpieces, object recognition techniques are applied using available algorithms in MATLAB's Computer Vision Toolbox and Image Acquisition Toolbox. These give information about object position and orientation of the object of interest. The information is then transferred to the robot for path planning via a client-to-server connection over a computer network. . The test results therefore show that the system is able to pick and place objects randomly placed in the robot's working space in real time