Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การติดตามวัตถุที่เคลื่อนที่โดยใช้หุ่นยนต์พิกัดฉาก 3 แกนอาศัยการขับเคลื่อนเชิงภาพ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Implementation of visual servo control for tracking of a moving object using a three axes cartesian robot

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเครื่องกล

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1142

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการนำระบบควบคุมการขับเคลื่อนเชิงภาพ (Visual Servo Control) มาทำงานร่วมกับหุ่นยนต์พิกัดฉาก เพื่อทำการติดตามวัตถุเป้าหมายที่เคลื่อนที่ใน 2 มิติ โดยอาศัยการมองเห็นจากกล้องซึ่งจะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ตรวจรู้เพื่อระบุพิกัดตำแหน่งของวัตถุเป้าหมายที่ต้องการติดตาม โดยนำข้อมูลภาพที่ได้จากกล้องไปทำการคำนวณหาพิกัดตำแหน่งที่แท้จริงของเป้าหมายในภาพ แล้วนำมาแปลงเป็นคำสั่งของระบบป้อนกลับสำหรับควบคุมการขับเคลื่อนของหุ่นยนต์พิกัดฉาก ให้สามารถติดตามวัตถุเป้าหมายที่เคลื่อนที่ได้ในเวลาจริง ในการทดลองนี้จะใช้กล้องตัวเดียวในการจับภาพ และระบุพิกัดตำแหน่งของวัตถุเป้าหมายที่ต้องการติดตามด้วยกระบวนการแคมชิฟ (CAMshift : Continuously Adaptive Mean Shift) ซึ่งจะใช้ค่าความน่าจะเป็นของสีของวัตถุเป้าหมายมาใช้ในการติดตาม และสามารถติดตามวัตถุเป้าหมายที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างที่ปรากฏในภาพได้ จากนั้นเมื่อทราบพิกัดตำแหน่งที่แท้จริงของวัตถุเป้าหมายแล้ว หุ่นยนต์พิกัดฉากจะเคลื่อนที่ติดตามวัตถุเป้าหมายที่กล้องติดตามอยู่ได้ ในงานวิจัยนี้ได้ทำการทดสอบแบบต่างๆ เพื่อยืนยันประสิทธิภาพระบบการติดตามวัตถุด้วยภาพโดยที่วัตถุเป้าหมายมีการเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่าง การถูกบดบังบางส่วน และการติดตามวัตถุโดยใช้หุ่นยนต์พิกัดฉาก 3 แกนอาศัยการขับเคลื่อนเชิงภาพ จากงานวิจัยนี้จะได้โปรแกรมสำหรับควบคุมหุ่นยนต์พิกัดฉากให้สามารถติดตามวัตถุที่เคลื่อนที่และอยู่นิ่งกับที่โดยอาศัยการขับเคลื่อนเชิงภาพแบบเวลาจริง และสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับงานที่มีความสลับซับซ้อนมากขึ้นได้อีกต่อไป

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research focuses on the real-time target tracking for a Cartesian robot in 2 dimensions by using visual servo control. It is the process of controlling a system in servo-loop by using visual image data as a referenced command to control the motion of a robot. The visual servo control can be divided into 2 loops. The first loop is image processing loop for tracking a target in video frame and the second loop is servo loop for feedback control of a Cartesian robot. A target tracking is based on color probability image using The CAMShift (Continuously Adaptive Mean Shift) algorithm to find the most possible target position from color histogram in the current frame with a single camera fixed in a reference frame. The experimental results illustrate that a Cartesian robot is automatically track and record the positions of a moving target or fixed target. The performance of this visual servo control can be adapted to more complex control applications.

Link to Full Text

Share

COinS