Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών

Η υπολογιστική όραση και η μηχανική όραση έχουν μελετηθεί εκτενώς σε διάφορες εφαρμογές συμπεριλαμβανομένων της αυτοματοποίησης διαδικασιών και του ποιοτικού ελέγχου. Για τη ρομποτική, τα συστήματα όρασης είναι ζωτικής σημασίας για την παροχή αντίληψης στο ρομπότ, όσον αφορά την αναγνώριση αντικειμέ...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Ζαχαράκη, Ναταλία Χριστίνα
Άλλοι συγγραφείς: Zacharaki, Natalia Christina
Γλώσσα:Greek
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://nemertes.library.upatras.gr/handle/10889/23352
id nemertes-10889-23352
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language Greek
topic Εύκαμπτο γραμμικό αντικείμενο
2D σύστημα όρασης
Εύρεση αντικειμένου
Αυτοματισμός
Ευκαμψία
Περιγράμματα
Δεδομένα βάθους
Εύρεση ακμών
Deformable linear object
2D vision system
Object detection
Automation
Flexibility
Contour
Depth data
Edge detection
spellingShingle Εύκαμπτο γραμμικό αντικείμενο
2D σύστημα όρασης
Εύρεση αντικειμένου
Αυτοματισμός
Ευκαμψία
Περιγράμματα
Δεδομένα βάθους
Εύρεση ακμών
Deformable linear object
2D vision system
Object detection
Automation
Flexibility
Contour
Depth data
Edge detection
Ζαχαράκη, Ναταλία Χριστίνα
Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών
description Η υπολογιστική όραση και η μηχανική όραση έχουν μελετηθεί εκτενώς σε διάφορες εφαρμογές συμπεριλαμβανομένων της αυτοματοποίησης διαδικασιών και του ποιοτικού ελέγχου. Για τη ρομποτική, τα συστήματα όρασης είναι ζωτικής σημασίας για την παροχή αντίληψης στο ρομπότ, όσον αφορά την αναγνώριση αντικειμένων και τον εντοπισμό τους στον χώρο. Όσον αφορά τον ρομποτικό χειρισμό αντικειμένων, δεν έχει αντιμετωπιστεί επαρκώς ακόμα η αυτοματοποίηση των διαδικασιών που αφορούν παραμορφώσιμα αντικείμενα, λόγω της δυναμικής παραμόρφωσής τους. Εκτός από την αυξημένη επιδεξιότητα, τέτοιες εφαρμογές θα χρειάζονταν προηγμένα συστήματα αντίληψης, που παρέχουν την απαιτούμενη επίγνωση στο ρομπότ. Για την βιομηχανική εφαρμογή αυτών των συστημάτων αντίληψης σε μη δομημένο περιβάλλον, πρέπει να αντιμετωπιστούν προκλήσεις, όπως το κόστος, η πολυπλοκότητα, οι απαιτήσεις εκπαίδευσης συστημάτων και ο αξιόπιστος εντοπισμός των χαρακτηριστικών παραμορφώσιμων αντικειμένων. Για το σκοπό αυτό, προτείνεται ένα σύστημα αντίληψης για την υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών που ασχολούνται με τον χειρισμό παραμορφώσιμων γραμμικών αντικειμένων. Εμπνευσμένο από τις βιομηχανικές απαιτήσεις για λύσεις χαμηλού κόστους, υψηλής ακριβείας, που να μην απαιτούν εκτενή εκπαίδευση, το προτεινόμενο σύστημα υποδεικνύει τον εντοπισμό των ΠΓΑ σε δύο φάσεις χρησιμοποιώντας αισθητήρες 2D όρασης και τεχνικές κατωφλίου, βασισμένες σε δεδομένα από το περίγραμμα και το βάθος. Το πρώτο στάδιο είναι υπεύθυνο για τον εντοπισμό ενός βέλτιστου σημείου για ρομποτική σύλληψη, ενώ το δεύτερο είναι υπεύθυνο για την αναγνώριση του αρπαγμένου άκρου και του προσανατολισμού του. Οι αλγόριθμοι έχουν σχεδιαστεί ώστε να μην περιορίζονται σε ένα συγκεκριμένο μοντέλο ή περιβάλλον, παρέχοντας ένα σύστημα όρασης ικανό να εφαρμοστεί σε πολλαπλά συστήματα παραγωγής. Χωρίς να καταρρίπτεται η εφαρμοσιμότητα του αλγορίθμου σε διαφορετικά αντικείμενα, η δοκιμή της μεθόδου πραγματοποιήθηκε σε μια μελέτη που προήλθε από τον τομέα κατασκευής οικιακών συσκευών, όπου επιτεύχθηκε με επιτυχία η ρομποτική σύλληψη και χειρισμός ενός λάστιχου πλυντηρίου πιάτων με αντισυμμετρικές ακμές.
author2 Zacharaki, Natalia Christina
author_facet Zacharaki, Natalia Christina
Ζαχαράκη, Ναταλία Χριστίνα
author Ζαχαράκη, Ναταλία Χριστίνα
author_sort Ζαχαράκη, Ναταλία Χριστίνα
title Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών
title_short Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών
title_full Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών
title_fullStr Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών
title_full_unstemmed Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών
title_sort σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών
publishDate 2022
url https://nemertes.library.upatras.gr/handle/10889/23352
work_keys_str_mv AT zacharakēnataliachristina systēmaypologistikēsorasēsgiaanagnōrisēgrammikōneukamptōnantikeimenōnprosypostērixēproēgmenōnrompotikōnepharmogōn
AT zacharakēnataliachristina visionsystemforflexiblelinearobjectrecognitionsupportingadvancedroboticapplications
_version_ 1771297217165918208
spelling nemertes-10889-233522022-10-12T04:14:10Z Σύστημα υπολογιστικής όρασης για αναγνώριση γραμμικών εύκαμπτων αντικειμένων προς υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών Vision system for flexible linear object recognition supporting advanced robotic applications Ζαχαράκη, Ναταλία Χριστίνα Zacharaki, Natalia Christina Εύκαμπτο γραμμικό αντικείμενο 2D σύστημα όρασης Εύρεση αντικειμένου Αυτοματισμός Ευκαμψία Περιγράμματα Δεδομένα βάθους Εύρεση ακμών Deformable linear object 2D vision system Object detection Automation Flexibility Contour Depth data Edge detection Η υπολογιστική όραση και η μηχανική όραση έχουν μελετηθεί εκτενώς σε διάφορες εφαρμογές συμπεριλαμβανομένων της αυτοματοποίησης διαδικασιών και του ποιοτικού ελέγχου. Για τη ρομποτική, τα συστήματα όρασης είναι ζωτικής σημασίας για την παροχή αντίληψης στο ρομπότ, όσον αφορά την αναγνώριση αντικειμένων και τον εντοπισμό τους στον χώρο. Όσον αφορά τον ρομποτικό χειρισμό αντικειμένων, δεν έχει αντιμετωπιστεί επαρκώς ακόμα η αυτοματοποίηση των διαδικασιών που αφορούν παραμορφώσιμα αντικείμενα, λόγω της δυναμικής παραμόρφωσής τους. Εκτός από την αυξημένη επιδεξιότητα, τέτοιες εφαρμογές θα χρειάζονταν προηγμένα συστήματα αντίληψης, που παρέχουν την απαιτούμενη επίγνωση στο ρομπότ. Για την βιομηχανική εφαρμογή αυτών των συστημάτων αντίληψης σε μη δομημένο περιβάλλον, πρέπει να αντιμετωπιστούν προκλήσεις, όπως το κόστος, η πολυπλοκότητα, οι απαιτήσεις εκπαίδευσης συστημάτων και ο αξιόπιστος εντοπισμός των χαρακτηριστικών παραμορφώσιμων αντικειμένων. Για το σκοπό αυτό, προτείνεται ένα σύστημα αντίληψης για την υποστήριξη προηγμένων ρομποτικών εφαρμογών που ασχολούνται με τον χειρισμό παραμορφώσιμων γραμμικών αντικειμένων. Εμπνευσμένο από τις βιομηχανικές απαιτήσεις για λύσεις χαμηλού κόστους, υψηλής ακριβείας, που να μην απαιτούν εκτενή εκπαίδευση, το προτεινόμενο σύστημα υποδεικνύει τον εντοπισμό των ΠΓΑ σε δύο φάσεις χρησιμοποιώντας αισθητήρες 2D όρασης και τεχνικές κατωφλίου, βασισμένες σε δεδομένα από το περίγραμμα και το βάθος. Το πρώτο στάδιο είναι υπεύθυνο για τον εντοπισμό ενός βέλτιστου σημείου για ρομποτική σύλληψη, ενώ το δεύτερο είναι υπεύθυνο για την αναγνώριση του αρπαγμένου άκρου και του προσανατολισμού του. Οι αλγόριθμοι έχουν σχεδιαστεί ώστε να μην περιορίζονται σε ένα συγκεκριμένο μοντέλο ή περιβάλλον, παρέχοντας ένα σύστημα όρασης ικανό να εφαρμοστεί σε πολλαπλά συστήματα παραγωγής. Χωρίς να καταρρίπτεται η εφαρμοσιμότητα του αλγορίθμου σε διαφορετικά αντικείμενα, η δοκιμή της μεθόδου πραγματοποιήθηκε σε μια μελέτη που προήλθε από τον τομέα κατασκευής οικιακών συσκευών, όπου επιτεύχθηκε με επιτυχία η ρομποτική σύλληψη και χειρισμός ενός λάστιχου πλυντηρίου πιάτων με αντισυμμετρικές ακμές. Computer vision and machine vision has been extensively studied in various applications involving automation of processes and quality inspection. For robotics, vision systems are crucial for providing perception capabilities, in terms of object recognition and localization. Regarding robotic handling of objects, there is a significant delay in the automation of processes involving deformable objects due to their dynamic distortion. Besides the increased dexterity, such implementations would need advanced perception systems for delivering the required robot cognition. Towards the industrial implementation of these perception systems in unstructured environments, challenges regarding cost, complexity, training effort and the reliable identification of deformable objects' features; need to be addressed. To this end, a perception system for supporting advanced robotic applications involving deformable linear objects is proposed. Inspired by industrial requirements for low-cost, high robustness and no-training periods, the proposed system suggests the localization of DLOs by distinguishing it into two phases utilizing 2D vision sensors and thresholding, contour-based and depth-based techniques. The first phase is responsible for the identification of an optimal grasping point for robotic grasping, whereas the second one is responsible for the recognition of the grasped end and its orientation. The algorithms have been designed not to be limited to a specific model or part, providing a vision system able to be adopted in multiple use cases. Without debunking the applicability of the algorithm to a variety of objects, testing of the method was performed in a case study coming from the household appliances manufacturing sector, where the efficient robotic grasping and manipulation of a dishwasher gasket with antisymmetric edges was achieved successfully. 2022-10-11T05:43:06Z 2022-10-11T05:43:06Z 2022-10-10 https://nemertes.library.upatras.gr/handle/10889/23352 el CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf