“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.
Export
Ђалић, Велибор
Повећање прецизности и флексибилности робота примјеном визуелног система без коришћења калибрационог објекта
Autorstvo-Deliti pod istim uslovima 3.0 (CC BY-SA 3.0)
Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, i prerade, ako se navede ime autora na način odredjen od strane autora ili davaoca licence i ako se prerada distribuira pod istom ili sličnom licencom. Ova licenca dozvoljava komercijalnu upotrebu dela i prerada. Slična je softverskim licencama, odnosno licencama otvorenog koda. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/rs/deed.sr_LATN Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Academic metadata
Doktorska disertacija
Tehničko-tehnološke nauke
Univerzitet u Banjoj Luci
Elektrotehnički fakultet
Other Theses Metadata
Improving the precision and flexibility of robots by using a visual system without a calibration object
179 листова
Научна област: Инжењерство и технологија
Научно поље: Електротехника, електроника и информационо инжењерство
Scientific area: Engineering and technology
Scientific field: Electrical engineering, electronics and information engineering
Датум одбране: 7. 3. 2025.
Марић, Петар (mentor)
Јовановић, Коста (komentor)
Крчмар, Игор (predsednik komisije)
Ракић, Александар (član komisije)
Рисојевић, Владимир (član komisije)
Тачна и поуздана процјена трансформационе матрице између робота и визуелног сензора представља кључни аспект процеса калибрације система
рука-око, неопходног за примјену роботизованих система чији рад је заснован на информацијама добијеним визуелним сензором. У дисертацији је
представљен нови приступ калибрацији система рука-око без коришћења калибрационог објекта, који омогућава повећање тачности и флексибилности
калибрације, без потребе за компензацијом грешака. Предложен је систем заснован на индустријском роботу и индустријском 3D скенеру. Анализиран је
избор визуелног сензора и предложен скенер заснован на технологији структурираног свјетла плаве боје. Предложена процедура калибрације заснована
је на коришћењу центра прирубнице робота као референтне тачке за калибрацију. Ова тачка представља исходиште координатног система којим се
дефинише положај центра прирубнице, односно положај хватаљке или алата постављених на прирубницу, и за њено означавање се обичајено користи
скраћеница TCP(енгл. Tool Center Point). Процјена координата TCP-а заснива се на обради скупа 3D тачака прирубнице, добијеног визуелним сензором. Изведен је математички модел којим се поједностављује традиционална калибрација робот-визуелни сензор заснована на коришћењу калибрационих
објеката. Предложен је нови алгоритам заснован на фитовању 3D кружнице,
и коришћењу метода најмањих квадрата и најближих сусједа за аутоматску процјену геометријских обиљежја прирубнице. Прецизност и поузданост
перформанси предложеног алгоритма верификована је помоћу калибрацио-
ног прстена, као референтног калибрационог еталона. Анализиран је утицај
броја и избора позиција прирубница робота на тачност калибрације система.
Резултати проведених експеримената показују да процедура калибрације система робот-визуелни сензор, предложена у дисертацији, омогућава тачну
процјену трансформације између робота и 3D скенера, чак и када се користе минимално четири позиције прирубнице, чији центри представљају
некомпланарне тачке у заједничком радном простору. Предложеним приступом побољшана је тачност калибрације у поређењу са актуелним методама
калибрације без обзира да ли користе или не користе калибрационе објекте. Представљене анализе експерименталних резултата показују потенцијал
предложеног приступа за постизање ефикасније процедуре калибрације система робот-визуелни сензор, затим могућност за постизање једноставније имплементације и повећање тачности и флексибилности калибрације система, те потенцијал за коришћење предложеног приступа и методологије у
процедурама кинематичке калибрације манипулатора заснованог на отвореном кинематичком ланцу.
Accurate and reliable estimation of the transformation matrix between the robot
and the visual sensor represents a key aspect of the hand-eye calibration process,
which is essential for the application of robotic systems whose operation is based
on information obtained from the visual sensor. This dissertation presents a novel
approach to hand-eye calibration without the use of a calibration object, which
enables increased accuracy and flexibility of the calibration process, without the
need for error compensation. A system based on an industrial robot and an industrial
3D scanner is proposed. The selection of the visual sensor is analyzed, and
a scanner based on structured blue light technology is proposed. The proposed
calibration procedure is based on using the robot flange center as the reference
point for calibration. This point represents the origin of the coordinate system
used to define the position and orientation of the flange center, or the position
and orientation of the gripper or tool mounted on the flange. The abbreviation
TCP (Tool Center Point) is commonly used to denote this point. The estimation
of the TCP coordinates is based on the processing of a set of 3D points of the
robot’s flange, obtained by the visual sensor. A mathematical model that simplifies
the traditional hand-eye calibration based on the use of calibration objects
has been derived. A new algorithm based on 3D circle fitting and the use of the
least squares method and nearest neighbors for the automatic estimation of the
flange’s geometric features has been proposed. The precision and reliability of the proposed algorithm’s performance have been verified using a calibration ring as the reference calibration standard. The impact of the number and selection of the robot’s flange positions on the accuracy of the system calibration has been analyzed.
The results of the conducted experiments show that the hand-eye system
calibration procedure, proposed in the dissertation, which uses the proposed algorithm, allows for accurate estimation of the transformation between the robot
and the 3D scanner, even when a minimum of four flange positions is used, where
their centers represent non-coplanar points in the common workspace. The proposed
approach improves calibration accuracy compared to current calibration
methods, regardless of whether they use calibration objects or not. The presented
analysis of the experimental results demonstrates the potential of the proposed
approach for achieving a more efficient hand-eye system calibration procedure,
enabling simple implementation and increasing the accuracy and flexibility of the
system calibration. Furthermore, the proposed approach and methodology show the potential for application in the kinematic calibration of manipulators that
use an open kinematic chain.
Калибрација система робот-визуелни сензор, кинемати-
чка калибрација робота, прирубница робота, TCP, облак тачака прирубнице
робота, 3D скенер
Robot-visual sensor system calibration, robot kinematic calibration,
robot flange, TCP, flange point cloud, 3D scanner
према CERIF шифрарнику: Т 125
Serbian
Тачна и поуздана процјена трансформационе матрице између робота и визуелног сензора представља кључни аспект процеса калибрације система
рука-око, неопходног за примјену роботизованих система чији рад је заснован на информацијама добијеним визуелним сензором. У дисертацији је
представљен нови приступ калибрацији система рука-око без коришћења калибрационог објекта, који омогућава повећање тачности и флексибилности
калибрације, без потребе за компензацијом грешака. Предложен је систем заснован на индустријском роботу и индустријском 3D скенеру. Анализиран је
избор визуелног сензора и предложен скенер заснован на технологији структурираног свјетла плаве боје. Предложена процедура калибрације заснована
је на коришћењу центра прирубнице робота као референтне тачке за калибрацију. Ова тачка представља исходиште координатног система којим се
дефинише положај центра прирубнице, односно положај хватаљке или алата постављених на прирубницу, и за њено означавање се обичајено користи
скраћеница TCP(енгл. Tool Center Point). Процјена координата TCP-а заснива се на обради скупа 3D тачака прирубнице, добијеног визуелним сензором. Изведен је математички модел којим се поједностављује традиционална калибрација робот-визуелни сензор заснована на коришћењу калибрационих
објеката. Предложен је нови алгоритам заснован на фитовању 3D кружнице,
и коришћењу метода најмањих квадрата и најближих сусједа за аутоматску процјену геометријских обиљежја прирубнице. Прецизност и поузданост
перформанси предложеног алгоритма верификована је помоћу калибрацио-
ног прстена, као референтног калибрационог еталона. Анализиран је утицај
броја и избора позиција прирубница робота на тачност калибрације система.
Резултати проведених експеримената показују да процедура калибрације система робот-визуелни сензор, предложена у дисертацији, омогућава тачну
процјену трансформације између робота и 3D скенера, чак и када се користе минимално четири позиције прирубнице, чији центри представљају
некомпланарне тачке у заједничком радном простору. Предложеним приступом побољшана је тачност калибрације у поређењу са актуелним методама
калибрације без обзира да ли користе или не користе калибрационе објекте. Представљене анализе експерименталних резултата показују потенцијал
предложеног приступа за постизање ефикасније процедуре калибрације система робот-визуелни сензор, затим могућност за постизање једноставније имплементације и повећање тачности и флексибилности калибрације система, те потенцијал за коришћење предложеног приступа и методологије у
процедурама кинематичке калибрације манипулатора заснованог на отвореном кинематичком ланцу.
https://phaidra.unibl.org/detail_object/o:3404
