Kurtarma robotlarında hazır elektronik kartlar ile ileri kontrol uygulamaları
Advanced control applications for rescue robotics with off the shelf electronics
Yazar: MEHMET VOLKAN BÜKEY
Danışman: DOÇ. DR. EMİN FARUK KEÇECİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Hareketli robotlar = Mobile robots ; Jiroskop = Gyroscope ; Kalman filtre = Kalman filter ; Kamera = Camera ; Mikroişlemciler = Microprocessors ; Oryantasyon = Orientation ; Servo motorlar = Servo motors ; İvmeölçer = Accelerometer

Özet:
Kamera sistemleri, mobil robotlarda robotun üzerinde bulunan sensörler için tanımlanmış birçok görevin gerçekleştirilmesinde kullanılabilir. Bu yüzden mobil robot uygulamalarında kameradan elde edilen görsel veri önemli bir yere sahiptir. Fakat gövdenin hareket ettiği durumlarda kameradan elde edilen görsel veri robotun yönelimindeki değişikliklerden olumsuz şekilde etkilenir. Bu durumda kullanıcının kamera görüntülerinden yola Kamera sistemleri, mobil robotlarda robotun üzerinde bulunan sensörler için tanımlanmış birçok görevin gerçekleştirilmesinde kullanılabilir. Bu yüzden mobil robot uygulamalarında kameradan elde edilen görsel veri önemli bir yere sahiptir. Fakat gövdenin hareket ettiği durumlarda kameradan elde edilen görsel veriler robotun yönelimindeki değişikliklerden olumsuz şekilde etkilenir. Bu durumda kullanıcının kamera görüntülerinden yola çıkarak robotu kontrol etmesi zorlaşabilir.Bu çalışmada mobil robotun yönelim değişikliklerinin kamera görüntüsü üzerindeki olumsuz etkilerini gidermek için bir kamera dengeleme sistemi üretilmiştir. Bunun için hazır bir mobil robot şasesi üzerine servo motorlardan oluşan hareketli bir dengeleme sistemi kurulmuş ve dengelenecek olan kamera bu sistemin üzerine yerleştirilmiştir. Bu işlem sırasında robotun gövdesinin yöneliminin belirlenebilmesi için bir ataletsel ölçüm cihazı kullanılmıştır. Kamera dengeleme sistemi hazırlandıktan sistemin çalışma performansının belirlenebilmesi için çeşitli testler gerçekleştirilmiştir. Yapılan testler sonucunda sistemin 30 derecelik rotasyon hareketlerinde kamera görüntüsünü başarılı şekilde dengeleyebildiği görülmüştür. Ayrıca sisteme ait kontrol algoritması düzenlenerek sistemin farklı çalışma koşullarında düzgün bir şekilde çalışması sağlanmıştır.

Abstract:
Camera systems in mobile robots can be used to carry out many tasks defined for the sensors contained on the robot. Therefore, the data obtained from the camera has an important place on the mobile robot applications. However, the visual data is negatively affected by the changes on the robot?s orientation, which happens during the movement of the robot. In this case, it might be hard for the user to control the robot with respect to the camera images.In this work, a camera stabilization system was built in order to eliminate the negative effects of the robot?s orientation changes on the camera view. Hence, a dynamic stabilization system, which consists of several servomotors, was mounted on a premade mobile robot body and a camera was placed on the top of this system. During this process, an inertial measurement unit was used for determining the orientation of the robot?s body. After the preparation of camera stabilization system, several tests were performed in order to define the operation performance of the system. Consequently, it was seen that the system could successfully stabilize the camera at 30-degree rotation movements. Additionally, the control algorithm of the system was edited in order to make the system work properly in different operating conditions.