Robotik sistemlerde görüntü işleme
Image processing in robotic systems
Yazar: ERCAN ERPOLAT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HALUK KÜÇÜK
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Görüntü işleme = Image processing ; Robotik = Robotics

Özet:
Bu çalışmada kamera destekli bir robotik tut ve bırak uygulaması gerçekleştirilmiştir. Endüstriyel uygulamalarda, genellikle yüksek hızlı kameralar tercih edilmektedir. Buna alternatif olarak bilgisayara USB (Universal Serial Bus) üzerinden bağlanabilen üzerinde aydınlatma amaçlı 8 adet Led bulunan, 800x600 piksel çözünürlüğe sahip saniyede 30 poz çekebilen basit bir web kamera kullanılmıştır. Nesne tanımlama operasyonu için Simulink video ve görüntü işleme blokları kullanılmıştır. Kontrol bloğu içinde analiz, data çeviriciler, filtreler, geometrik değişiklikler, morfolojik operasyonlar, giriş, çıkış gibi bloklar bulunmaktadır. Robot ile görüntü işleme yazılımının bir bağ kurması gerekmektedir. Robotun, simulink yazılımını desteklememesinden dolayı ara köprü görevini yürütecek yardımcı bir yazılıma gereksinim vardır. Bu köprüyü kurma amacıyla Visual Basic'te yazılmış yardımcı bir program hazırlanmıştır. Program Simulik'ten alınan verileri Ethernet haberleşme protokolü ile robota göndermektir. Bu veriler doğrultusunda robot, hafızasındaki programı nesne konumuna göre yenileyip, nesneyi güncel konumundan transfer etmektedir. Işıklandırmadan kaynaklanabilecek parlama ve gölge gibi sorunları azaltabilmek amacı ile çalışma alanının zemininde beyaz renkli bir kaplama kullanılmıştır. Ayrıca ayırt edilecek cisimlerin yükseklikleri düşük tutularak gölge sorununun üstesinden gelinmeye çalışılmıştır. Bunun diğer faydası ise görüş açısından kaynaklanan şekil bozulmalarının azaltılmasına olanak sağlamasıdır.

Abstract:
A camera aided robotic pick and place application has been performed in this study. Generally high speed cameras are preferred in industrial applications. However, a simple webcam that have USB (Universal Serial Bus) connection to computer, 8 pieces of Led for illumination, 800x600 resolution and capacity of capturing 30 poses per second has been used in this study. For object recognition Simulink video and image processing blocks have been used. Control block consists of analysis, data converters, filters, geometrical changes, morphological operations, input and output blocks. Robot and vision process software should have a connection. There is a need for an additional software to establish this connection since the robot has no compatibility with Simulink. For this reason a software has been developed in Visual Basic. This software has been used to send the data coming from Simulink to the robot controller over Ethernet communication protocol. The robot updates its trajectory program according to object position that is saved in its memory by using this information and transfers the work object from its actual position. To prevent defects like shining and shade which are caused by illumination a white colored base has been used. Also low height objects are used to prevent excessive shade. Besides preventing shade, using low height objects has also decreased degradation in image that may be caused by viewing angle.