Tek bakış açısı derinlik kestirimi yöntemi ile robot denetimi

Abstract

In this thesis formation control in a multi-robot system using single view depth estimation method and circling around a target for mobile robots by feedback linearization were studied. In order to sense objects in three dimension stereo vision is necessary. In other words, two eyes for humans and two cameras for robots are needed for three dimensional sensing. For measuring distance a feature of an object, which is height in this study, is known and this information is used to explain how to measure an object's distance by single view depth estimation method that's developed. Khepera 3 mini robots were used in the experiments and since they were not equipped with the necessary equipments like webcams, servo motors, etc. , these parts were chosen appropriately and integrated to the robots. A driver for chosen webcam was also compiled. OpenCV was used for image processing. Necessary OpenCV libraries were cross-compiled and added on robots via a flash disk. In these studies, which are done on 3 or 4 robots, it was observed that robots can successfully go to their destination points without breaking formation, using their designed controllers and a simple webcam mounted on them. In the study using a single robot using the feedback linearization techniques a controller for circling around a target with a predefined radius was implemented. This study constitutes a preliminary study towards a multi-agent system application in which robots constitutes targets to each other.

Bu tez çalışmasında tek bakış açısı ile derinlik kestirimi yöntemi ile sürü robotlarda dizilim denetimi ve geri besleme doğrusallaştırılması yöntemi ile hareketli robotlar için bir hedefin etrafında çember takibi üzerinde çalışılmıştır. Nesneleri üç boyutlu algılayabilmek için stereo görüş gereklidir. Diğer bir deyişle, üç boyutlu algılama için insanlar için bir çift göze ve robotlar için de bir çift kameraya ihtiyaç vardır. Mesafe ölçümü içinse bir özelliği, bu çalışmada yüksekliği, bilinen bir nesnenin geliştirilen tek bakış açısı derinlik kestirimi yöntemi ile bu ölçümün nasıl yapılabileceği anlatılmıştır. Deneylerde Khepera 3 mini robotlar kullanılmış ve öncelikle robotlar üzerinde mevcut olmadığı için uygun kamera, servo motorlar ve diğer parçaların entegrasyonu yapılmıştır ve kamera için uygun sürücü derlenmiştir. Görüntü işleme için OpenCV kullanılmıştır. Gerekli OpenCV kütüphaneleri çapraz derlenip bir flash bellek yardımı ile robot üzerinde kullanılabilmesi sağlanmıştır. Üç ve dört robot ile yapılan çalışmalarda tasarlanan denetleyiciler ile basit bir kamera kullanarak dizilim denetimi uygulaması yapılmış ve robotların başarılı biçimde dizilimin bozulmadan hedeflere ulaştıkları gözlenmiştir. Tek bir robot üzerinde yapılan çalışmada ise geri besleme ile doğrusallaştırma yöntemi kullanarak robotun önceden yarıçapı belirlenen bir çember üzerine bir hedef etrafında dönmesi sağlanmıştır. Bu çalışma daha sonra sürü robotlarda kullanılmak üzere tasarlanan ve erkinlerin bir birini hedef olarak gördükleri uygulamalar için bir ön çalışma niteliği taşımaktadır.