Έλεγχος με οπτική ανατροφοδότηση του ρομποτικού βραχίονα KUKA KR 15/1 για αρπαγή αντικειμένου επί κινούμενης μεταφορικής ταινίας

Πανέτσος, Φώτιος

dc.contributor.author	Πανέτσος, Φώτιος	el
dc.date.accessioned	2020-11-25T08:31:49Z
dc.date.available	2020-11-25T08:31:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52051
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19749
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Ευθεία κινηματική	el
dc.subject	Ιακωβιανή	el
dc.subject	Επεξεργασία εικόνας	el
dc.subject	Φίλτρο Kalman	el
dc.subject	Έλεγχος οπτικής ανατροφοδότησης με βάση την εικόνα	el
dc.subject	Forward kinematics	en
dc.subject	Jacobian matrix	en
dc.subject	Image processing	en
dc.subject	Kalman filter	en
dc.subject	Image-based visual servoing (IBVS)	en
dc.title	Έλεγχος με οπτική ανατροφοδότηση του ρομποτικού βραχίονα KUKA KR 15/1 για αρπαγή αντικειμένου επί κινούμενης μεταφορικής ταινίας	el
dc.title	Visual servoing control of the robotic manipulator KUKA KR 15/1 and grasping of a moving object from A conveyor belt	en
dc.contributor.department	Εργαστήριο Αυτομάτου Ελέγχου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-07-23
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται ο έλεγχος με οπτική ανατροφοδότηση του ρομποτικού βραχίονα KUKA KR 15/1. Σε πρώτο στάδιο, εξετάζονται η ευθεία και η διαφορική κινηματική του ρομποτικού βραχίονα με στόχο την ουσιαστική κατανόηση της κίνησής του ως προς το σταθερό σύστημα συντεταγμένων της βάσης, αγνοώντας τις δυνάμεις και τις ροπές που προκαλούν την κίνηση της δομής. Στην συνέχεια, με στόχο την αλληλεπίδραση του ρομποτικού βραχίονα με το περιβάλλον του, προσαρτάται στο τελικό στοιχείο δράσης ένας αισθητήρας όρασης, μια Webcam PlayStation Eye. Αφού παρουσιαστούν οι βασικές αρχές λειτουργίας ενός οπτικού αισθητήρα όπως και οι τεχνικές επεξεργασίας της ληφθήσας εικόνας, διερευνάται πειραματικά η δυνατότητα εντοπισμού ενός ακίνητου αντικειμένου (πλακάκι), που βρίσκεται τοποθετημένο στη μεταφορική ταινία. Μετά την επιτυχή ανίχνευση του αντικειμένου, υλοποιείται ένας αλγόριθμος ελέγχου οπτικής ανατροφοδότησης με βάση την εικόνα (IBVS), με στόχο την απεικόνιση του αντικειμένου στο κέντρο της εικόνας. Σε μεταγενέστερο στάδιο, το αντικείμενο τίθεται σε κίνηση με σταθερή ταχύτητα πάνω στη μεταφορική ταινία. Στο τελικό στοιχείο δράσης του ρομποτικού βραχίονα προσαρτάται μια αρπάγη, στο πάνω μέρος της οποίας τοποθετείται και η κάμερα. Η σχετική θέση του αντικειμένου ως προς την αρπάγη προσδιορίζεται είτε άμεσα μέσω της όρασης είτε έμμεσα λαμβάνοντας υπόψιν την εκτιμώμενη ταχύτητά του με χρήση ενός διακριτού φίλτρου Kalman. Αναπτύσσοντας έναν αλγόριθμο αντίστροφης κινηματικής, η αρπάγη έρχεται στην θέση λαβής και δίνεται εντολή για το κλείσιμό της. Με τον τρόπο αυτό υλοποιείται η αρπαγή του κινούμενου αντικειμένου από τον ρομποτικό βραχίονα KUKA KR 15/1.	el
heal.abstract	In this work, the visual servo control of the robotic manipulator KUKA KR 15/1 is studied. At a first stage, the direct and differential kinematics of the manipulator is examined with the aim of understanding the robot motion with respect to the base frame. Afterwards, the interaction of the manipulator with the environment is achieved through a Webcam PlayStation Eye, which is mounted on the end effector. Once the perspective model of the camera and the image processing techniques are discussed, the possibility of object detection is investigated. The object is a motionless tile which is placed on the conveyor belt. After the successful feature extraction, an Image-Based visual servoing scheme is designed (IBVS). The goal is to position the camera so that it observes the tile as a centered square in the image. At a second stage, the object has a constant velocity on the conveyor belt. The end effector is equipped with a gripper and the webcam is attached to the gripper. The relative pose of the object with respect to the gripper either is obtained directly from the vision data or is estimated by taking into account the velocity of the object with a discrete Kalman filter. With the help of an inverse kinematics algorithm, a trajectory is planned which leads the gripper in an appropriate grasping configuration and, then, the closure of the gripper is commanded.	en
heal.advisorName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος - Χριστόφορος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Αυτομάτου Ελέγχου και Ρυθμίσεως Μηχανών και Εγκαταστάσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	54 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false