Bilgisayarlı görü ve insan robot etkileşimine dayalı geri dönüşüm materyallerinin otomatik ayrıştırılması
Özet
BİLGİSAYARLI GÖRÜ VE İNSAN ROBOT ETKİLEŞİMİNE
DAYALI GERİ DÖNÜŞÜM MATERYALLERİNİN
OTOMATİK AYRIŞTIRILMASI
ÖZET
Geri dönüştürülebilir atıkların doğru bir şekilde ayrıştırılması, çevresel
sürdürülebilirlik ve kaynak verimliliği açısından büyük önem taşımaktadır. Bu
çalışmada, endüstriyel robot ve bilgisayar görüsü kullanılarak bir atık ayrıştırma
sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem, atıkların türlerinin belirlenmesi ve 3
boyutlu (3B) konumlarının tespit edilmesi ile robotun doğru bir şekilde ayrıştırma
işlemi yapmasını sağlamaktadır. Ayrıca, insan-robot etkileşimi (HRI) ile robotun
yörüngesinin planlanması, operatörlerin kolaylıkla robotu kontrol etmelerini
sağlamaktadır. Bu yenilikçi sistem, geri dönüşüm süreçlerinin otonomlaştırılmasını
ve verimliliğin artırılmasını hedeflemektedir. Aynı zamanda, atık yönetiminin
çevresel etkisini azaltmayı ve endüstriyel verimliliği artırmayı amaçlamaktadır.
Önerilen sistemde, atıkların türlerinin belirlenmesi için You Only Look Once
(YOLO) modelleri olan YOLO-V4 ve YOLO-V4 tiny ağları kullanılmıştır. Bu
modeller sayesinde elde edilen yüksek dice score başarımlarıyla (%92.65 YOLO-V4
tiny ve %95.71 YOLO-V4), atıkların türleri doğru bir şekilde tespit edilebilmiştir.
Ayrıca, endüstriyel robotun hareketli bir konveyör üzerinden ayrıştırma işlemi
yapabilmesi için atıkların 3B konumları da tespit edilmiştir. Intel RealSense kamera
kullanılan sistemde konum ölçme sisteminin ortalama 2.52 mm hata ile ölçtüğü
hesaplanmıştır. Çalışmanın bir diğer önemli aşamasında, robotun gideceği
yörüngenin planlanması için sensörler aracılığıyla gerçekleştirilen HRI
kullanılmıştır. Robot yörüngesinin belirlenmesi için kullanılan sensörlerden
elektromiyografi (EMG) verisinin %96.6 sınıflandırma başarısı, parmak pozisyon
ölçüm sensörünün ise 2.45-2.85 mm arasında hata ile ölçüm yaptığı hesaplanmıştır.
Bu yöntem, operatörlerin robot programlama bilgisine ihtiyaç duymadan, insan el
hareketleriyle robot kontrolünü sağlamalarını mümkün kılmaktadır. Geliştirilen
sistem, hareketli bir konveyör üzerindeki atıkların doğru bir şekilde tespit edilmesi
ve endüstriyel robot aracılığıyla ayrıştırılmasını sağlamaktadır. Bu yenilikçi
ayrıştırma sistemi, geri dönüşüm süreçlerini otomatikleştirerek, atık yönetimi
alanında çevresel etkinin azaltılması hedeflenmektedir. AUTOMATIC SEPARATION OF RECYCLING MATERIALS
BASED ON COMPUTERIZED VISION AND HUMAN ROBOT
INTERACTION
ABSTRACT
The correct separation of recyclable wastes is of great importance in terms of
environmental sustainability and resource efficiency. In this study, a waste sorting
system was developed using industrial robot and computer vision. The developed
system enables the robot to perform the correct sorting process by determining the
types of wastes and determining their 3D positions. In addition, planning the
trajectory of the robot with human-robot interaction (HRI) allows operators to
control the robot easily. This innovative system aims to automate recycling processes
and increase efficiency. It also aims to reduce the environmental impact of waste
management and increase industrial efficiency. In the proposed system, You Only
Look Once (YOLO) models YOLO-V4 and YOLO-V4 tiny networks were used to
determine the types of waste. Thanks to these models, with the high dice score
performances (92.65% YOLO-V4 tiny and 95.71% YOLO-V4), the types of wastes
could be determined accurately. In addition, the 3D positions of the wastes have been
determined so that the industrial robot can sort through a moving conveyor. In the
system using Intel RealSense camera, it has been calculated that the position
measurement system measures with an average error of 2.52 mm. In another
important stage of the study, HRI, which is realized through sensors, was used to
plan the trajectory of the robot. It has been calculated that the electromyography
(EMG) data, one of the sensors used to determine the robot trajectory, has a
classification success of 96.6%, and the finger position measurement sensor
measures with an error between 2.45-2.85 mm. This method makes it possible for
operators to control the robot with human hand movements without the need for
robot programming knowledge. The developed system ensures that the wastes on a
moving conveyor are accurately detected and separated by means of an industrial
robot. This innovative separation system aims to reduce the environmental impact in
the field of waste management by automating the recycling processes.
Koleksiyonlar
- Tez Koleksiyonu [698]
İlgili Öğeler
Başlık, yazar, küratör ve konuya göre gösterilen ilgili öğeler.
-
A novel collaborative path planning algorithm for 3-wheel omnidirectional Autonomous Mobile Robot
Eyuboglu, Meltem; Atali, Gokhan (Elsevier B.V., 2023)Collaboration of multiple mobile robots becomes important in situations where collaborative tasks are required. For this purpose, a method including obstacle detection based on collaborative path planning of multiple ... -
Path Planning for Multiple Mobile Robots in Static Environment using Hybrid Algorithm
Garip, Zeynep B.; Atalı, Gökhan; Karayel, Durmuş; Özkan, Sinan Serdar (Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2018)In global path planning, finding the optimal path between the starting point and the destination is one of the fundamental problems. Thanks to the recent developments in robotics, meta-heuristic optimization algorithms can ... -
SCARA robot tabanlı kaotik karıştırıcının tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Yağmur, Doğucan (Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, 2022)Endüstriyel karıştırma işlemlerinde karışımı oluşturan malzemelerin hızlı ve etkili bir şekilde karıştırılması yeni tip malzeme üretiminde kritik bir öneme sahiptir. Karıştırma türü elde edilen karışımın fiziksel ve kimyasal ...