Sanal gerçeklik ile robot kol kontrol ve simülasyonu
Control and simulation of a robotic arm with virtual reality
- Tez No: 889906
- Danışmanlar: PROF. DR. FIRAT KAÇAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Endüstri 4.0 ve dijital fabrika; sanal gerçeklik, fiziksel üretim sistemini tasarlamak, simüle etmek, optimize etmek ve bununla uzaktan veya işbirlikçi bir şekilde etkileşim kurmak için temel teknolojileri temsil eder. Endüstri ve uzay uygulamalarındaki son deneyimler, sanal gerçeklik tekniklerinin çok yönlü robot kontrol teknikleriyle, yeni çığırlar açabileceğini göstermiştir. Böylece sanal gerçeklik teknikleri; robot kontrol teknolojisinde, sürdürülebilirlik, test edebilirlik gibi durumlar için fiziksel ortama“uzatılmış bir kol”sağlayarak, yeni bir kullanıcı dostu insan-makine arayüzü kalitesinin yolunu açmaktadır. Bu çalışmada, özellikle gerçek dünyada var olan bir sistemi uzaktan görerek kontrol etmeye imkan sağlayabilecek; prototip oluşturmadaki maliyet sorunu, iş güvenliği riskleri gibi faktörleri azaltabilecek, bu iki ortamı entegre eden sistemler geliştirmek amaçlandı. Buna göre gerçekte ve sanal ortamda birbirine entegre sistem içerisinde çalışacak mekanizma için günümüzde en çok kullanılan ve hala geliştirilmeye devam eden robot kol seçildi. Bu kapsamda, oluşturulan robot kolun, Robot İşletim Sistemi (ROS) - Unity3D yazılım programı tabanlı Sanal Gerçeklik (VR) arayüzleriyle entegre çalışması sağlanmıştır. Öncelikle ana eksenleri oluşturan 3 serbestlik derecesine (3DOF) sahip robot kol ayrıntılı işlenmiştir. Ardından model geliştirilerek 5 serbestlik derecesine (5DOF) sahip mekanizma haline getirilmiştir. Robot kolun hareket mekanizması için ileri ve ters kinematik yöntemler kullanılmıştır. Robot kol hareketinin doğruluğunu ölçmek için ileri kinematik yöntemi olan homojen dönüşüm matrislerinden faydalanılmıştır. Matris hesaplamaları için Python program dilinden faydalanılmıştır. Gerçek dünyada oluşturulan robot kol hareketi için Arduino geliştirme kiti kullanılmıştır. Sanal ortamdaki robot kolun hareket mekanizması için ise gradyan iniş algoritmasından faydalanılmıştır. Sanal ortamdaki robot kol kontrolü için Sanal Gerçeklik Gözlük ve Konsolları kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Industry 4.0 and the digital factory represent fundamental technologies for designing, simulating, optimizing, and interacting with physical production systems remotely or collaboratively through virtual reality. Recent experiences in industrial and space applications have demonstrated that virtual reality techniques can open new horizons when combined with versatile robot control techniques. Thus, Virtual reality techniques pave the way for a new quality of user-friendly human-machine interfaces in robot control technology by providing an“extended arm”to the physical environment for situations such as sustainability and testability. In this study, the aim was to develop systems that integrate these two environments, allowing control of an existing system in the real world remotely, thereby reducing factors like the cost problem in prototyping and occupational safety risks. Accordingly, a robotic arm, which is the most commonly used and still evolving mechanism today, was selected to operate within an integrated system in both real and virtual environments. In this context, the created robotic arm was integrated to work with Virtual Reality (VR) interfaces based on the Robot Operating System (ROS) and Unity3D software program. Initially, the robotic arm with 3 degrees of freedom (3DOF), which constitutes the main axes, was detailed. Then, the model was developed into a mechanism with 5 degrees of freedom (5DOF). Forward and inverse kinematic methods were used for the movement mechanism of the robotic arm. Homogeneous transformation matrices, a forward kinematic method, were utilized to measure the accuracy of the robotic arm's movement. Python programming language was used for matrix calculations. An Arduino development kit was used for the movement of the robotic arm created in the real world. For the movement mechanism of the robotic arm in the virtual environment, the gradient descent algorithm was utilized. Virtual Reality Headsets and Consoles were used for the control of the robotic arm in the virtual environment.
Benzer Tezler
- İnce motor becerileri geliştirmek için haptik robot kollu eğitim simülatörü içeriğinin oluşturulması
Creating haptic robot arm training simulator content to develop fine motor skills
YUSUF BERTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKütahya Dumlupınar ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SOYDAN SERTTAŞ
- The study of embodiment on humanoid robots for Turkish sign language
Türk işaret dili için insansı robotlar üzerinde vücutlandırma çalışmaları
AHMET ÖZKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE KÖSE
- Altı serbestlik dereceli haptik robot ile teleoperasyon ve sistem dinamiği
Dynamic of system and teleoperation with six degree of freedom haptic robot
TAYFUN ABUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERVET SOYGÜDER
- Machine learning techniques for surface electromyography based hand gesture recognition
Yüzey elektromiyografi temelli el jesti tanıma için makine öğrenmesi teknikleri
ENGİN KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- Tele-robotik haptik bir tutucu sistem tasarımı
A tele-robotic haptic gripper system design
AFŞİN AKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK KÜÇÜK