Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό την ανάπτυξη συστήματος εκπαίδευσης ενός ρομποτικού βραχίονα μέσω επίδειξης με χρήση μηχανικής όρασης. Η εφαρμογή αυτή αναπτύχθηκε σε περιβάλλον προσομοίωσης για το Franka Emika Panda Robot και επιτρέπει στον χρήστη να παρουσιάσει μία κίνηση που επιθυμεί σ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/25432 |
| id |
nemertes-10889-25432 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-254322023-07-08T03:59:51Z Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης Learning and control of a robotic arm with demonstration and use of machine vision Καρυτινός, Κωνσταντίνος Karytinos, Konstantinos Εκπαίδευση από επίδειξη Yπολογιστική όραση Learning from demonstration Machine vision Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό την ανάπτυξη συστήματος εκπαίδευσης ενός ρομποτικού βραχίονα μέσω επίδειξης με χρήση μηχανικής όρασης. Η εφαρμογή αυτή αναπτύχθηκε σε περιβάλλον προσομοίωσης για το Franka Emika Panda Robot και επιτρέπει στον χρήστη να παρουσιάσει μία κίνηση που επιθυμεί στην κάμερα και μέσω του υπολογιστή το ρομπότ να την μάθει και να την επαναλάβει. Στο πείραμα που πραγματοποιήθηκε, ο χειριστής χρειαζόταν να δείξει κάποιες φορές την επιθυμητή κίνηση για το ρομπότ. Κατόπιν χρησιμοποιώντας φίλτρα στον υπολογιστή και εξαλείφοντας μικροσφάλματα είτε ανθρώπινα (πχ. από την επίδειξη, τρεμόπαιγμα χεριού) είτε τεχνικά (πχ. λόγω εικόνας), δινόταν στο ρομπότ μια τελική τροχιά, που είχε στοιχεία από όλες τις επιδείξεις της συγκεκριμένης κίνησης. Αρχικά γίνεται αναφορά στην χρησιμότητα ανάπτυξης συστημάτων εκπαίδευσης ρομποτικών βραχιόνων, στον τεχνολογικό κλάδο και στην βιομηχανία. Στην συνέχεια, παρουσιάζεται το μοντέλο και αναλύονται τα χαρακτηριστικά των μηχανημάτων μας. Ακολουθεί, ο τρόπος εξαγωγής θέσης και προσανατολισμού στο χώρο με την χρήση κάμερας. Μέσα στην διπλωματική παρουσιάζονται και επεξηγούνται τα εργαλεία ανάπτυξης που χρησιμοποιήθηκαν. Βασικό εργαλείο αποτελεί το Robot Operating System (ROS) το οποίο είναι ο κορμός επικοινωνίας όλων των υπό προγραμμάτων που αξιοποιήθηκαν. Με την χρήση κυρίως Python αλλά και άλλων προγραμματιστικών γλωσσών φτιάχτηκαν εκτελέσιμα πακέτα που μας καθοδήγησαν στο τελικό αποτέλεσμα. Σημαντικό ρόλο στην απεικόνιση και αναπαράσταση γραφικών παραστάσεων αποτελεί η MATLAB η οποία βοήθησε στην κατανόηση πρακτικά και στην επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων. Στο τέλος της εργασίας παρουσιάζεται το πείραμα μαζί με τα συμπεράσματα, μελλοντικές τροποποιήσεις και στοιχεία προς διερεύνηση. This Diploma Thesis aims to present the development of a learning system of a robotic arm through demonstration using machine vision. This application was developed in a simulation environment for the Franka Emika Panda Robot and allows the user to present a desired movement in the camera and through the computer the robot learns and repeats it. In the carried-out experiment, the operator should perform a couple of times the desired movement for the robot. Then with the use of filters in the computer and eliminating minor errors either human (e.g., from the demonstrations, hand flicker) or technical (e.g., due to the image), the robot was given a final trajectory to follow, that had characteristics from all the demonstrations of that movement. Firstly, reference is made to the utility of developing robotic-arm training systems, in the technology sector and in industry. Then, the model is presented and the characteristics of our machines are analysed. Followed by the extraction of pose in space using a camera. Within this thesis, the development tools that were used are presented and explained. An important tool used is the Robot Operating System (ROS) which is the communication backbone of all our sub-programs. Using mainly Python but also other programming languages, executable packages were made that guided us to the result. MATLAB plays an important role in the visualization and representation of the mathematical graphs, which helped us to understand practically and to confirm the results. At the end of the thesis the experiment is presented along with the conclusions, future modifications and actions to be investigated. 2023-07-07T09:42:07Z 2023-07-07T09:42:07Z 2023-07-06 https://hdl.handle.net/10889/25432 el CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Εκπαίδευση από επίδειξη Yπολογιστική όραση Learning from demonstration Machine vision |
| spellingShingle |
Εκπαίδευση από επίδειξη Yπολογιστική όραση Learning from demonstration Machine vision Καρυτινός, Κωνσταντίνος Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό την ανάπτυξη συστήματος εκπαίδευσης ενός
ρομποτικού βραχίονα μέσω επίδειξης με χρήση μηχανικής όρασης. Η εφαρμογή αυτή
αναπτύχθηκε σε περιβάλλον προσομοίωσης για το Franka Emika Panda Robot και επιτρέπει
στον χρήστη να παρουσιάσει μία κίνηση που επιθυμεί στην κάμερα και μέσω του υπολογιστή
το ρομπότ να την μάθει και να την επαναλάβει. Στο πείραμα που πραγματοποιήθηκε, ο
χειριστής χρειαζόταν να δείξει κάποιες φορές την επιθυμητή κίνηση για το ρομπότ. Κατόπιν
χρησιμοποιώντας φίλτρα στον υπολογιστή και εξαλείφοντας μικροσφάλματα είτε
ανθρώπινα (πχ. από την επίδειξη, τρεμόπαιγμα χεριού) είτε τεχνικά (πχ. λόγω εικόνας),
δινόταν στο ρομπότ μια τελική τροχιά, που είχε στοιχεία από όλες τις επιδείξεις της
συγκεκριμένης κίνησης. Αρχικά γίνεται αναφορά στην χρησιμότητα ανάπτυξης συστημάτων
εκπαίδευσης ρομποτικών βραχιόνων, στον τεχνολογικό κλάδο και στην βιομηχανία. Στην
συνέχεια, παρουσιάζεται το μοντέλο και αναλύονται τα χαρακτηριστικά των μηχανημάτων
μας. Ακολουθεί, ο τρόπος εξαγωγής θέσης και προσανατολισμού στο χώρο με την χρήση
κάμερας. Μέσα στην διπλωματική παρουσιάζονται και επεξηγούνται τα εργαλεία ανάπτυξης
που χρησιμοποιήθηκαν. Βασικό εργαλείο αποτελεί το Robot Operating System (ROS) το
οποίο είναι ο κορμός επικοινωνίας όλων των υπό προγραμμάτων που αξιοποιήθηκαν. Με
την χρήση κυρίως Python αλλά και άλλων προγραμματιστικών γλωσσών φτιάχτηκαν
εκτελέσιμα πακέτα που μας καθοδήγησαν στο τελικό αποτέλεσμα. Σημαντικό ρόλο στην
απεικόνιση και αναπαράσταση γραφικών παραστάσεων αποτελεί η MATLAB η οποία
βοήθησε στην κατανόηση πρακτικά και στην επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων. Στο τέλος
της εργασίας παρουσιάζεται το πείραμα μαζί με τα συμπεράσματα, μελλοντικές
τροποποιήσεις και στοιχεία προς διερεύνηση. |
| author2 |
Karytinos, Konstantinos |
| author_facet |
Karytinos, Konstantinos Καρυτινός, Κωνσταντίνος |
| author |
Καρυτινός, Κωνσταντίνος |
| author_sort |
Καρυτινός, Κωνσταντίνος |
| title |
Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης |
| title_short |
Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης |
| title_full |
Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης |
| title_fullStr |
Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης |
| title_full_unstemmed |
Εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης |
| title_sort |
εκπαίδευση και έλεγχος ρομποτικού βραχίονα με επίδειξη και χρήση μηχανικής όρασης |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/25432 |
| work_keys_str_mv |
AT karytinoskōnstantinos ekpaideusēkaielenchosrompotikoubrachionameepideixēkaichrēsēmēchanikēsorasēs AT karytinoskōnstantinos learningandcontrolofaroboticarmwithdemonstrationanduseofmachinevision |
| _version_ |
1771297308106817536 |
