Vision and tracking control of a robot manipulator

rv ÖZET Bu tezde beş serbestlik dereceli bir robot manipülatörün kontrol ve uygulama kabiliyetleri incelenmiştir. DC motorlarla hareket ettirilen döner mafsallardan oluşan bu manipülatör, bir PC taralından endüstriyel kullanımları da olabilecek değişik görevler için programlanmıştır. Robotla ilgili temel esasların incelenmesinden sonra, manipülatörün 3 boyutlu yörünge kontrolü için C++ dilinde bir yazılım geliştirilmiştir. Bunun içinde ilk olarak manipülatörün ters kinematik çözümlerinde esas olan link tablosu çıkarılmıştır. Verilen yörüngeleri hesaplamak için sonuçlan karşılaştırmak olarak verilmiş iki farklı mafsal kontrol algoritması kullanılmıştır. Bunlara ek olarak manipülatörün daha önceden belirtilmiş nesneleri görüntü yolu ile tanıyan ve seçen sistemle birlikte çalışma kabiliyeti de incelenmiştir. Bu amaç için özel bir görüntü işleme algoritması ve uygulaması basan ile geliştirilmiş ve araştırılmıştır. Sonuç olarak, bu tez, çalışmanın sonunda verilmiş olan, gerçek zamanlı uygulamalan incelemek isteyen araştırmacılar için iyi bir kaynak olacaktır. m ABSTRACT In this thesis the implementation, control and application possibilities of a built up robot manipulator with five degrees of freedom is investigated. The manipulator consisting of revolute joints driven with DC motors is controlled via a PC and is tested for various tasks, which might have use in industrial operations. After a general description of robotic fundamentals, a special software in C++- language is improved to drive the manipulator on a given trajectory in three dimensional space. First the link table of the built up system is derived to constitute the base for the calculation of joint angles using inverse kinematics. Two different joint based control algorithms are used to calculate the given paths, which results are then compared using corresponding diagrams. Furthermore the ability of the manipulator combined with a vision system for recognizing and selecting some predefined objects, is tested. For this purpose a special image processing algorithm and application is developed and investigated successfully. As the result this study might be a good guidance for the further researchers, who want to realize especially practical real time applications, which are then given at the end of the work. 189