Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kontrol ve Kumanda Sistemleri Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SEZGİN SEÇİL
Danışman: Metin Özkan
Özet:
Endüstriyel robot manipülatörlerinin özellikle verimlilik açısından sağladığı faydalar, otomotiv, elektronik, kimya gibi birçok farklı endüstriyel alanda kullanımlarının artmasıyla sonuçlanmaktadır. Endüstriyel çalışma ortamlarında görülen robot varlığındaki artışa rağmen, robot manipülatörler emniyet endişeleri sebebiyle çoğunlukla insanlardan izole bir şekilde faaliyet göstermektedir. Ancak robotların üretim ve imalat süreçlerine katılımının artması, insanların robotlarla aynı çalışma alanını paylaşmalarını ve dolayısıyla etkileşime girmelerini kaçınılmaz kılmaktadır. Teknolojik gelişmelerin beraberinde, bu etkileşim aynı zamanda robotun ve insanın kabiliyetlerini bir araya getiren bir iş birliği halini de alabilmektedir. İnsan ve robotun aynı çalışma alanını paylaşmasına sebep olan bu gerçek, beraberinde emniyet sorununu ortaya çıkarmaktadır. Bu bağlamda, sürdürülebilir bir insanrobot etkileşimi için ele alınması gereken temel gereksinimlerden biri emniyet olmaktadır. Tez kapsamında, emniyetli insanrobot etkileşimini sağlayabilmek için ilk olarak insan ile robot arasındaki minimum uzaklığın hesaplanmasına dayanan bir sistem önerilmektedir. Hesaplamanın hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilmesi için insan ve robot geometrik ilkellerle (kapsüller) temsil edilmektedir. Kapsüllerin geometrileri gereği dışbükey cisimler olmasından ve hesaplamanın gerçek zamanlı uygulamalar için hızlı olması gerektiğinden dolayı uzaklık hesaplamaları için Gilbert–Johnson–Keerthi (GJK) algoritması kullanılmaktadır. Önerilen sistemde, insanın temsili için ise RGBD algılayıcıdan alınan iskelet verisi kullanılmaktadır. Bu tezde, hem benzetim ortamındaki robot manipülatörle, hem de gerçek ortamdaki robot manipülatörle gerçekleştirilen deneyler sonucunda önerilen sistemin performansı değerlendirilmekte ve nicel analizi yapılmaktadır. Ek olarak, önerilen sistem gerçek zamanlı bir iş birlikçi senaryo gerçekleştirilerek test edilmektedir. Sonuçlar, sistemin gerçek zamanlı ve emniyetli insanrobot etkileşimi uygulamaları geliştirmek için kullanılabileceğini göstermektedir. Çalışmanın geri kalanında, emniyetli insanrobot etkileşiminin bir başka kriteri olan çarpışmasız robot hareketi için yeni bir yol planlama yaklaşımı önerilmektedir. Önerilen yaklaşım, optimizasyon temelli bir yaklaşım olup, stokastik ve yinelemeli bir yol planlama stratejisi içermektedir. Stratejiye göre, robot ile insan arasındaki uzaklığa bağlı olarak yeniden planlama yapılmakta ve bu aşamada optimizasyon temelli bir navigasyon yöntemi takip edilmektedir. Önerilen yöntem, benzetim ortamında farklı senaryolar için test edilmektedir. Sonuçlar algoritmanın emniyetli etkileşim için etkinliğini göstermektedir.