Robotic Arm Trajectory Tracking Using Image Processing and Kinematic Equations

Year 2024, Volume: 7 Issue: 3, 436 - 444, 15.05.2024

Yusuf Hamida El Naser Durmuş Karayel Mert Süleyman Demirsoy Muhammed Salih Sarıkaya Nur Yasin Peker

https://doi.org/10.34248/bsengineering.1445455

Abstract

Bu çalışma, bir kamera kullanarak bir çalışma alanı içindeki nesne konturlarının taranması ve elde edilmesi ve daha sonra bu 2 boyutlu konturların bir uç efektör yardımıyla başka bir bölgeye kadar takip edilmesi için yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Süreç, ileri görüntü işleme yöntemleriyle nesne görüntülerinin sınır çizgilerinin belirlenmesiyle başlar. Daha sonra, robotik kolun yörünge planlamasını kolaylaştırmak için kamera piksel koordinatlarından robot metrik koordinatlarına bir dönüştürme gerçekleştirilir. Robot kolunun yörüngesi ve dolayısıyla uç efektörün izlediği yol bu metrik koordinatlara göre belirlenir. Makale, matematiksel arka plan ve deneysel çalışma da dahil olmak üzere metodolojinin ayrıntılı bir açıklamasını sunarak, önerilen yaklaşımın gerçek dünya senaryolarındaki etkinliğini ve doğruluğunu ortaya koyuyor. Bu araştırma, çeşitli uygulamalarda hassas yörünge izleme ve manipülasyon görevlerini yerine getirebilen robotik sistemlerin geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır.

Keywords

Görüntü işleme, Robot kol, Ters kinematik, Yörünge takibi, Akıllı servo

Robotic Arm Trajectory Tracking Using Image Processing and Kinematic Equations

Abstract

This study presents a novel approach for scanning and obtaining object contours within a workspace using a camera and subsequently following these 2-D contours to another region with the assistance of an end effector. The process begins with the determination of boundary lines of object images through advanced image processing methodologies. Subsequently, a conversion from camera pixel coordinates to robot metric coordinates is performed to facilitate trajectory planning for the robotic arm. The trajectory of the robot arm, and consequently, the path followed by the end effector, is determined based on these metric coordinates. The article provides a detailed exposition of the methodology, including the mathematical background and experimental study, showcasing the efficacy and accuracy of the proposed approach in real-world scenarios. This research contributes to the advancement of robotic systems capable of precise trajectory tracking and manipulation tasks in diverse applications.

Keywords

Image processing, Robot arm, Inverse kinematics, Trajectory tracking, Smart servos

References

• Budiyanta NE, Sereati CO, Lukas L. 2020. PD controller computer vision and robotics integration based for student’s programming comprehension improvement. Telecommun Comput Electron Cont, 18(2): 899-906.
• Cheah CC, Liu C, Slotine JJE. 2006. Adaptive tracking control for robots with unknown kinematic and dynamic properties. Int J Robot Res, 25(3): 283-296.