Integration of image processing methods in industrial robotics

Robotic applications in industry today are supported by a multitude of sensors. Sensors are used for many applications such as autonomous navigation, to counter shopfloor uncertainty, for object detection, human-robot-collaboration, or to measure the amount of grip and pressure required to hold an o...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Μπαβέλος, Άγγελος Χρήστος
Άλλοι συγγραφείς: Bavelos, Angelos Christos
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2021
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/15219
id nemertes-10889-15219
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Robotic vision
Image processing
Localization
Object detection
Reconfigurable systems
Mobile robots
Ρομποτικά συστήματα
Επεξεργασία εικόνας
Τοπικοποίηση
Ανίχνευση αντικειμένων
Αναδιαμορφώσιμα συστήματα
Κινούμενα ρομπότ
spellingShingle Robotic vision
Image processing
Localization
Object detection
Reconfigurable systems
Mobile robots
Ρομποτικά συστήματα
Επεξεργασία εικόνας
Τοπικοποίηση
Ανίχνευση αντικειμένων
Αναδιαμορφώσιμα συστήματα
Κινούμενα ρομπότ
Μπαβέλος, Άγγελος Χρήστος
Integration of image processing methods in industrial robotics
description Robotic applications in industry today are supported by a multitude of sensors. Sensors are used for many applications such as autonomous navigation, to counter shopfloor uncertainty, for object detection, human-robot-collaboration, or to measure the amount of grip and pressure required to hold an object. Prevalent among the various types of sensors are the visual sensors, cameras. When mobile robots are used in industry, in order to move from workstation to workstation with accuracy, usually physical docking methods are used, which add physical constraints to the system. While image processing is capable of supporting its own applications, it can also be used to improve upon the uncertainty of applications caused by other sensors, thus making physical docking obsolete. In this way it can be a key component of reconfigurable systems. Current research considers navigation and localization mostly as the same module, while object detection is researched completely separately. In this thesis, methods for autonomous localization and object detection for compensation of the error accumulated from the autonomous navigation of a mobile robot through the use of image processing are presented, as well as how they are integrated on the overall robotic system. These methods are considered parts of a corrective framework which provides the necessary accuracy to handle objects without the need of rigid restraints. The validation of the thesis was performed using a Mobile Robot Worker (MRP), with on-board vision sensors, in an automotive use case that focuses on reconfigurability. The automotive use case focuses on an assembly line of an automotive company producing the front suspension of a passenger vehicle. In this study, the Mobile Robot Worker is used to pick and place objects in three workstations, as well as perform screwing operations while the workstation and the robot are moving in parallel. The framework introduced in this thesis was validated on the localization of the MRP in each station and the handling of objects in those stations.
author2 Bavelos, Angelos Christos
author_facet Bavelos, Angelos Christos
Μπαβέλος, Άγγελος Χρήστος
author Μπαβέλος, Άγγελος Χρήστος
author_sort Μπαβέλος, Άγγελος Χρήστος
title Integration of image processing methods in industrial robotics
title_short Integration of image processing methods in industrial robotics
title_full Integration of image processing methods in industrial robotics
title_fullStr Integration of image processing methods in industrial robotics
title_full_unstemmed Integration of image processing methods in industrial robotics
title_sort integration of image processing methods in industrial robotics
publishDate 2021
url http://hdl.handle.net/10889/15219
work_keys_str_mv AT mpabelosangeloschrēstos integrationofimageprocessingmethodsinindustrialrobotics
AT mpabelosangeloschrēstos ensōmatōsēmethodōnepexergasiaseikonasstēbiomēchanikērompotikē
_version_ 1799945003466752000
spelling nemertes-10889-152192022-09-06T05:13:20Z Integration of image processing methods in industrial robotics Ενσωμάτωση μεθόδων επεξεργασίας εικόνας στη βιομηχανική ρομποτική Μπαβέλος, Άγγελος Χρήστος Bavelos, Angelos Christos Robotic vision Image processing Localization Object detection Reconfigurable systems Mobile robots Ρομποτικά συστήματα Επεξεργασία εικόνας Τοπικοποίηση Ανίχνευση αντικειμένων Αναδιαμορφώσιμα συστήματα Κινούμενα ρομπότ Robotic applications in industry today are supported by a multitude of sensors. Sensors are used for many applications such as autonomous navigation, to counter shopfloor uncertainty, for object detection, human-robot-collaboration, or to measure the amount of grip and pressure required to hold an object. Prevalent among the various types of sensors are the visual sensors, cameras. When mobile robots are used in industry, in order to move from workstation to workstation with accuracy, usually physical docking methods are used, which add physical constraints to the system. While image processing is capable of supporting its own applications, it can also be used to improve upon the uncertainty of applications caused by other sensors, thus making physical docking obsolete. In this way it can be a key component of reconfigurable systems. Current research considers navigation and localization mostly as the same module, while object detection is researched completely separately. In this thesis, methods for autonomous localization and object detection for compensation of the error accumulated from the autonomous navigation of a mobile robot through the use of image processing are presented, as well as how they are integrated on the overall robotic system. These methods are considered parts of a corrective framework which provides the necessary accuracy to handle objects without the need of rigid restraints. The validation of the thesis was performed using a Mobile Robot Worker (MRP), with on-board vision sensors, in an automotive use case that focuses on reconfigurability. The automotive use case focuses on an assembly line of an automotive company producing the front suspension of a passenger vehicle. In this study, the Mobile Robot Worker is used to pick and place objects in three workstations, as well as perform screwing operations while the workstation and the robot are moving in parallel. The framework introduced in this thesis was validated on the localization of the MRP in each station and the handling of objects in those stations. Την σήμερον ημέρα, οι ρομποτικές εφαρμογές στη βιομηχανία υποστηρίζονται από ένα πλήθος αισθητήρων. Αισθητήρες χρησιμοποιούνται για πολλές εφαρμογές όπως αυτόνομη πλοήγηση, για να αντιμετωπιστεί η αβεβαιότητα στον εργασιακό χώρο, για ανίχνευση αντικειμένων, για συνεργασία ανθρώπου και ρομπότ, ή για την μέτρηση της πίεσης που χρειάζεται η λαβή του ρομπότ για να κρατήσει ένα αντικείμενο. Από τους κύριους αισθητήρες που χρησιμοποιούνται είναι οι κάμερες. Όταν χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία κινητά ρομπότ, προκειμένου να μετακινηθούν από σταθμό εργασίας σε άλλο σταθμό εργασίας με ακρίβεια, χρησιμοποιούνται συνήθως φυσικές μέθοδοι σύνδεσης, οι οποίες προσθέτουν φυσικούς περιορισμούς στο σύστημα. Η επεξεργασία εικόνας, ενώ είναι ικανή να υποστηρίξει τις δικιές της εφαρμογές, μπορεί επίσης να βελτιώσει την αβεβαιότητα που προκαλούν άλλοι αισθητήρες, καθιστώντας έτσι την φυσική σύνδεση αχρείαστη. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να γίνει ένα κύριο συστατικό των ευέλικτων και αναδιαμορφώσημων συστημάτων. Οι σύγχρονες έρευνες θεωρούν ως επί το πλείστoν την πλοήγηση και τον εντοπισμό ως ίδια λειτουργία, ενώ ερευνούν εντελώς ξεχωριστά την ανίχνευση αντικειμένων. Σε αυτήν την διπλωματική εργασία, παρουσιάζονται μέθοδοι βασισμένοι στην επεξεργασία εικόνας για ανίχνευση αντικειμένων και αυτόνομο εντοπισμό κινούμενης πλατφόρμας σε επιθυμητό σημείο, για την διόρθωση του σφάλματος της αυτόνομης πλοήγησης που προηγείται, καθώς και το πως ενσωματώνονται στο συνολικό ρομποτικό σύστημα. Αυτές οι μέθοδοι θεωρούνται μέρη ενός διορθωτικού πλαισίου που παρέχει την απαραίτητη ακρίβεια για τον χειρισμό αντικειμένων χωρίς την ανάγκη άκαμπτων περιορισμών. Η επικύρωση της διπλωματικής πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας έναν Κινούμενο Ρομποτικό «Εργάτη» (MRP), με ενσωματωμένους αισθητήρες όρασης, σε ένα σενάριο της αυτοκινητοβιομηχανίας που συγκεντρώνεται στην αναδιαμόρφωση. Το σενάριο επικεντρώνεται σε μια γραμμή συναρμολόγησης μιας αυτοκινητοβιομηχανίας που παράγει την μπροστινή ανάρτηση ενός επιβατικού οχήματος. Σε αυτήν τη μελέτη, το MRP χρησιμοποιείται για να συλλέγει και να τοποθετεί αντικείμενα σε τρεις σταθμούς εργασίας, καθώς και να εκτελεί εργασία βιδώματος όταν ο σταθμός εργασίας και το ρομπότ κινούνται παράλληλα. Το πλαίσιο που εισήχθη σε αυτήν την εργασία επικυρώθηκε με τον εντοπισμό του MRP σε κάθε σταθμό και τον χειρισμό αντικειμένων σε αυτούς τους σταθμούς. 2021-09-28T05:09:08Z 2021-09-28T05:09:08Z 2021-09-07 http://hdl.handle.net/10889/15219 en application/pdf