Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την υλοποίηση ενός συστήματος για το ξεδίπλωμα ενός υφάσματος το οποίο βρίσκεται τοποθετημένο σε λεία και οριζόντια επιφάνεια. Ο βασικός σκοπός του συστήματος είναι η αυτοματοποίηση μιας διαδικασίας που περιλαμβάνεται στην καθημερινότητα σχεδόν κάθε ανθρώπ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2019
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/12747 |
| id |
nemertes-10889-12747 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων Στρώσεις Γράφοι Ταξινόμηση Digital image processing Layers Graphs Classification |
| spellingShingle |
Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων Στρώσεις Γράφοι Ταξινόμηση Digital image processing Layers Graphs Classification Πρίφτης, Διονύσιος Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την υλοποίηση ενός συστήματος για το ξεδίπλωμα ενός υφάσματος το οποίο βρίσκεται τοποθετημένο σε λεία και οριζόντια επιφάνεια. Ο βασικός σκοπός του συστήματος είναι η αυτοματοποίηση μιας διαδικασίας που περιλαμβάνεται στην καθημερινότητα σχεδόν κάθε ανθρώπου αλλά και σε βιομηχανίες, και η οποία αποτελεί την προεργασία για το δίπλωμα ενός υφάσματος. Το σύστημα που σχεδιάστηκε και υλοποιείται, αποτελείται από μία κάμερα χρώματος και έναν αισθητήρα βάθους τοποθετημένα σε ένα σταθερό σημείο πάνω από το ύφασμα, και ένα δίτροχο κινητό ρομπότ. Μέσω της κάμερας χρώματος εντοπίζεται αρχικά το ύφασμα, και έπειτα μέσω του αισθητήρα όρασης εξάγεται το πάνω στρώμα του υφάσματος σε περίπτωση που είναι διπλωμένο. Αυτό επιτυγχάνεται με αλγόριθμο που υλοποιήθηκε για την ταξινόμηση των δεδομένων βάθους του υφάσματος σε δύο πιθανές κατηγορίες – στρώσεις, και την εύρεση του άξονα περιστροφής της δίπλωσης. Τελικά υπολογίζονται δύο σημεία, ένα αρχικό και ένα τελικό, με το ρομπότ να κινείται προς το αρχικό σημείο, να πιάνει το ύφασμα μέσω μιας αρπάγης που υπάρχει τοποθετημένη στο μπροστά μέρος του, και να κινείται προς την τελική θέση στην οποία και αφήνει το ύφασμα. Το αναπτυχθέν σύστημα μπορεί να λειτουργήσει και για παραπάνω από μία διπλώσεις, με την προϋπόθεση να μην είναι επικαλυπτόμενες. Επιπλέον, είναι ανεξάρτητο από το είδος, το σχήμα, και τα χρώματα του υφάσματος. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται κατά κύριο λόγο στο τμήμα της υπολογιστικής όρασης και την υλοποίηση αλγορίθμων, με το ρομπότ να αξιοποιείται μόνο στα τελικά πειράματα που γίνονται για το ολοκληρωμένο σύστημα. Για την επίτευξη αλγορίθμων στην επεξεργασία εικόνας χρησιμοποιήθηκε σε μεγάλο βαθμό η βιβλιοθήκη ανοιχτού κώδικα OpenCV και η γλώσσα προγραμματισμού για την υλοποίηση του προγράμματος ήταν η C++ . Σε μικρότερο βαθμό συνέβαλε η γλώσσα προγραμματισμού MATLAB, κυρίως για την απεικόνιση και κατανόηση ορισμένων εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία. Μέσω των πειραμάτων που γίνονται στο τέλος αξιολογείται και η αποδοτικότητα του συνολικού συστήματος ως προς την εύρεση της δίπλωσης του υφάσματος, τον υπολογισμό του άξονα περιστροφής και της τροχιάς που πρέπει να ακολουθήσει το ρομπότ για το ξεδίπλωμα του. |
| author2 |
Ασπράγκαθος, Νικόλαος |
| author_facet |
Ασπράγκαθος, Νικόλαος Πρίφτης, Διονύσιος |
| format |
Thesis |
| author |
Πρίφτης, Διονύσιος |
| author_sort |
Πρίφτης, Διονύσιος |
| title |
Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ |
| title_short |
Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ |
| title_full |
Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ |
| title_fullStr |
Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ |
| title_full_unstemmed |
Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ |
| title_sort |
χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ |
| publishDate |
2019 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/12747 |
| work_keys_str_mv |
AT priphtēsdionysios chrēsēaisthētērabathouskaimēchanikēsorasēsgiatonentopismotōnakmōnenosdiplōmenouyphasmatospanōsetrapezikaianaptyxēstratēgikōngiatoxediplōmatoumechrēsērompot AT priphtēsdionysios edgedetectionofafoldedgarmentplacedonatablethroughadepthsensorandmachinevisionandstrategyforitsunfolding |
| _version_ |
1771297144036130816 |
| spelling |
nemertes-10889-127472022-09-05T05:38:30Z Χρήση αισθητήρα βάθους και μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό των ακμών ενός διπλωμένου υφάσματος πάνω σε τραπέζι και ανάπτυξη στρατηγικών για το ξεδίπλωμα του με χρήση ρομπότ Edge detection of a folded garment placed on a table through a depth sensor and machine vision and strategy for its unfolding Πρίφτης, Διονύσιος Ασπράγκαθος, Νικόλαος Κούσουλας, Νικόλαος Priftis, Dionysios Ψηφιακή επεξεργασία εικόνων Στρώσεις Γράφοι Ταξινόμηση Digital image processing Layers Graphs Classification Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την υλοποίηση ενός συστήματος για το ξεδίπλωμα ενός υφάσματος το οποίο βρίσκεται τοποθετημένο σε λεία και οριζόντια επιφάνεια. Ο βασικός σκοπός του συστήματος είναι η αυτοματοποίηση μιας διαδικασίας που περιλαμβάνεται στην καθημερινότητα σχεδόν κάθε ανθρώπου αλλά και σε βιομηχανίες, και η οποία αποτελεί την προεργασία για το δίπλωμα ενός υφάσματος. Το σύστημα που σχεδιάστηκε και υλοποιείται, αποτελείται από μία κάμερα χρώματος και έναν αισθητήρα βάθους τοποθετημένα σε ένα σταθερό σημείο πάνω από το ύφασμα, και ένα δίτροχο κινητό ρομπότ. Μέσω της κάμερας χρώματος εντοπίζεται αρχικά το ύφασμα, και έπειτα μέσω του αισθητήρα όρασης εξάγεται το πάνω στρώμα του υφάσματος σε περίπτωση που είναι διπλωμένο. Αυτό επιτυγχάνεται με αλγόριθμο που υλοποιήθηκε για την ταξινόμηση των δεδομένων βάθους του υφάσματος σε δύο πιθανές κατηγορίες – στρώσεις, και την εύρεση του άξονα περιστροφής της δίπλωσης. Τελικά υπολογίζονται δύο σημεία, ένα αρχικό και ένα τελικό, με το ρομπότ να κινείται προς το αρχικό σημείο, να πιάνει το ύφασμα μέσω μιας αρπάγης που υπάρχει τοποθετημένη στο μπροστά μέρος του, και να κινείται προς την τελική θέση στην οποία και αφήνει το ύφασμα. Το αναπτυχθέν σύστημα μπορεί να λειτουργήσει και για παραπάνω από μία διπλώσεις, με την προϋπόθεση να μην είναι επικαλυπτόμενες. Επιπλέον, είναι ανεξάρτητο από το είδος, το σχήμα, και τα χρώματα του υφάσματος. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται κατά κύριο λόγο στο τμήμα της υπολογιστικής όρασης και την υλοποίηση αλγορίθμων, με το ρομπότ να αξιοποιείται μόνο στα τελικά πειράματα που γίνονται για το ολοκληρωμένο σύστημα. Για την επίτευξη αλγορίθμων στην επεξεργασία εικόνας χρησιμοποιήθηκε σε μεγάλο βαθμό η βιβλιοθήκη ανοιχτού κώδικα OpenCV και η γλώσσα προγραμματισμού για την υλοποίηση του προγράμματος ήταν η C++ . Σε μικρότερο βαθμό συνέβαλε η γλώσσα προγραμματισμού MATLAB, κυρίως για την απεικόνιση και κατανόηση ορισμένων εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία. Μέσω των πειραμάτων που γίνονται στο τέλος αξιολογείται και η αποδοτικότητα του συνολικού συστήματος ως προς την εύρεση της δίπλωσης του υφάσματος, τον υπολογισμό του άξονα περιστροφής και της τροχιάς που πρέπει να ακολουθήσει το ρομπότ για το ξεδίπλωμα του. This diploma thesis deals with the implementation of an unfolding system, with the garment lying on a smooth horizontal surface. The main purpose is the automation of a procedure, which is included in both humans’ everyday life and industry, providing the needed prework for the garment’s folding. More specifically, the designed system consists of an RGB-camera, a depth sensor placed in a fixed point above the garment, and a two-wheeled mobile robot. Firstly, the garment is located through the RGB-camera and then through the depth sensor, the top layer is extracted, in case of the garment being folded. This is achieved by an algorithm which classifies the depth data of the garment into two possible categories – layers, and by calculating the rotation axis of the fold. Finally, a starting and a finishing point is calculated, thus the mobile robot moves to the starting point, grabs the garment through a gripper located on its front side, and moves to the final point where it places the garment. The system can work for more than one folds, with the condition of them not being overlapped. Moreover, the system is independent from the garment’s type, shape and color. This diploma thesis focuses on the computer vision section and algorithm development, with the robot being used only in the last experiments when the system is completed. OpenCV library was used for the development of the computer vision algorithms, and the programming language was C++. Matlab was used just for displaying and understanding some of the images used in this thesis. The efficiency of the system is evaluated by the last experiments, in which is calculated the fold of the garment, the rotation axis of the fold, and finally the route that should follow the robot in order to unfold the garment. 2019-10-31T20:14:48Z 2019-10-31T20:14:48Z 2019-10-09 Thesis http://hdl.handle.net/10889/12747 gr 0 application/pdf |
