Σχεδίαση, ανάπτυξη και προγραμματιζόμενος έλεγχος ρομποτικού συστήματος με δυνατότητα οπτικής αναγνώρισης αντικειμένων

Κουτσίδης, Πολυχρόνης

Design, development and programmable control of a robotic system with visual object recognition

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Κουτσίδης, Πολυχρόνης

Date

2021-06-21

Advisor

Kandris, Dionisis

Κύριο άρθρο (4.282Mb)

Keywords

Ρομποτικός βραχίονας σταθερής βάσης ; Ρομποτικά συστήματα ; Οπτική αναγνώριση αντικειμένων ; Κάμερα ; Fixed base robotic arm ; Visual object recognition ; Camera

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός ρομποτικού συστήματος σταθερής βάσης, το οποίο αναγνωρίζει οπτικά τα αντικείμενα που βρίσκονται στο περιβάλλον του, τα ξεχωρίζει ανάλογα το χρώμα τους και στη συνέχεια τα τοποθετεί σε συγκεκριμένες επιθυμητές θέσεις. Για να επιτευχθεί ο παραπάνω στόχος, είναι σημαντικό να κατανοηθεί ο τρόπος λειτουργίας των ρομποτικών συστημάτων σταθερής βάσης καθώς και τους τρόπους αναγνώρισης ενός αντικειμένου. Έτσι αρχικά γίνεται μια αναφορά στα ρομποτικά συστήματα, στα ρομποτικά συστήματα σταθερής βάσης και ο τρόπος λειτουργίας της κάθε διαμόρφωσης. Έπειτα, περιγράφονται οι τεχνικές της αναγνώρισης των αντικειμένων, καθώς και τα είδη παραμορφώσεων της κάμερας. Στη συνέχεια, περιγράφεται συνοπτικά ο τρόπος της κατασκευής του ρομποτικού συστήματος, ο προγραμματισμός του και οι διαδικασίες που χρειάζονται για την αντιμετώπιση των παραμορφώσεων την κάμερας. Τέλος αξιολογείται η λειτουργία του συστήματος, εξάγονται συμπεράσματα και καταγράφονται προτάσεις για μελλοντικές βελτιώσεις που μπορούν να πραγματοποιηθούν.

Abstract

The aim of this thesis is to design and develop a fixed base robotic system, which visually recognizes ambient objects, separates them according to their color and then places them in certain desired places. To achieve the above goal, it is important to understand how a fixed base robotic system work as well as how to identify an object. Thus, a reference is made first to the fixed base robotic systems and the working principle of each type. Object detection techniques are described, as well as types of camera distortion. Subsequently, there is a brief description of how the robotic system is built, the programming and the procedures needed to deal with the camera distortion. Finally, the performance of the system developed is evaluated, concluding remarks are drawn and suggestions for future enhancements of the systems are made.