TY - JOUR T1 - BİR ENDÜSTRİYEL ROBOTUN KAFESSİZ ÇALIŞMASINI SAĞLAYACAK GÖRÜNTÜ TABANLI GÜVENLİK SİSTEMİNİN GELİŞTİRİLMESİ TT - Development of the Image Based Security System to Provide Cage-Free Working of an Industrial Robot AU - Düven, Ekrem AU - Duman, Furkan PY - 2019 DA - August Y2 - 2019 DO - 10.17482/uumfd.560127 JF - Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi JO - UUJFE PB - Bursa Uludağ University WT - DergiPark SN - 2148-4155 SP - 355 EP - 372 VL - 24 IS - 2 LA - tr AB - İnsan ve robotun birlikte çalışması ileyaratılan işbirliği sayesinde, üretimde esneklik, verimlilik, kapasite vekalite arttırılabilmektedir. Bu birlikte çalışma formunda (insan-robotetkileşiminde) insan ve robotun aynı ortamı paylaşması; çarpma/çarpışma olasılığınıortaya çıkardığından, bu türden çalışma ortamlarında güvenliği sağlamak enönemli sorun olmaktadır. Geleneksel robotlu sistemlerde güvenlik; kafessistemleri, lazer tarayıcılar, ışık bariyerleri gibi çeşitli donanımlarlasağlanmaktadır. Ancak bu sistemler çalışma ortamını kısıtlamakta, insan ilerobotun birlikte çalışmasında avantaj olarak öne sürülen esneklik faktörünüortadan kaldırmaktadır. Bu çalışmanın ana amacı, kafes ve diğer önleyicisistemleri ortadan kaldırabilmek için robot üzerine konumlandırılan kamera vedonanımların kullanıldığı görüntü işleme tabanlı bir sistem ve algoritma ortayaçıkarabilmektir. Kullanılan kamera ve donanımların ihtiyaçları sağlayacaknitelikte, ancak düşük maliyetli standart donanımlardan seçilmesine dikkatedilmiştir. Böylelikle standart endüstriyel robotların etkileşime uygun formdaçalıştırılabilmeleri için düşük maliyetli ve kolay uygulanabilir bir çözümyaratılmaya çalışılmıştır. Bu amaçla; çalışmada, öncelikle çoklu kamerakonumlandırılması ve görüntü elde edilmesi üzerine geliştirilen yöntemaçıklanmıştır. Ardından elde edilmiş çoklu görüntülerden tekil bir panoramikgörüntü elde edilmesi ve bu veri üzerinden insan/nesne tespiti ile konum vemesafe çıkarımının nasıl yapıldığı belirtilmiştir. Bulunan parametreler vetanımlı güvenlik kurallarını kullanarak insan ve robotun aynı ortamdaçalışmasını düzenleyen algoritma özetlenmiş, son olarak da geliştirilensistemin getirmiş olduğu kazanım ele alınmış ve ileride yapılabilecekçalışmalara ilişkin öngörüler verilmiştir. KW - robot görüsü KW - insan robot işbirliği KW - robotik sistemlerde güvenlik N2 - Thanks to the interoperability (collaboration)between human and robot; flexibility, efficiency, capacity and quality inproduction can be increased. In this form of work(human-robot interaction), sharing the same environment between human and robotcreates the possibility of collision, thus ensuring the safety in such workenvironments is the most important problem. In traditional robotic systems, security isprovided by various equipments such as cage systems, laser scanners and lightbarriers. However, thesesystems restrict the working environment and eliminate the flexibility factorthat is proposed as an advantage in the interoperability of human and robot. The main purpose of thisstudy is to develop an image processing-based system and algorithm usingcameras and hardware positioned on the robot to eliminate cage and otherpreventive systems. The camera and equipment used in the system werechosen to be of low-cost standard equipment. Thus, it has been tried to create acost-effective and easy-to-implement solution for operating standard industrialrobots in a form suitable for interaction. In the article, firstly, the method developed onmultiple camera positioning and image acquisition is explained. Then, it is explained how a panoramic image isobtained from the multiple images, how to make human or object detection onthis image and how to make location and distance extraction via this detection. The algorithm that manages the operation of thehuman and the robot in the same environment using the extracted parameters anddefined security rules is summarized. Finally, the achievements of the developedsystem are discussed and predictions for future studies are given. CR - 1. Augustsson, S., Gustavsson, L. ve Bolmsjö, G. (2014) “Human and Robot Interaction Based on Safety Zones in a Shared Work Environment”, Proceedings of the 2014 ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, pp 118-119. doi: 10.1145/2559636.2563717 CR - 2. Bay H., Tuytelaars T. ve Van Gool L. (2006) “SURF: Speeded Up Robust Features” In: Leonardis A., Bischof H., Pinz A. (eds) Computer Vision – ECCV 2006. ECCV 2006. Lecture Notes in Computer Science, vol 3951. Springer, Berlin, Heidelberg. doi: 10.1007/11744023_32 CR - 3. Bobka, P., Germann, T., Heyn, J.K., Gerbers, R., Dietrich, F. ve Dröder, K. (2016) “Simulation Platform to Investigate Safe Operation of Human-Robot Collaboration Systems”, Procedia CIRP vol:44, pp 187–192. doi: 10.1016/j.procir.2016.01.199 CR - 4. Cervera, E., Garcia-Aracil, N., Martinez, E., Nomdedeu, L. ve del Pobil A.P. (2008) “Safety for a Robot Arm Moving Amidst Humans by Using Panoramic Vision”, Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 2183-2188. doi: 10.1109/ROBOT.2008.4543530 CR - 5. Ebert, D.M. ve Henrich, D.D. (2002) “Safe Human-Robot-Cooperation: Image-Based Collision Detection for Industrial Robots”, Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 1826-1831. doi: 10.1109/IRDS.2002.1044021 CR - 6. Hartley, R.I. ve Kang, S.B. (2007) “Parameter-Free Radial Distortion Correction with Center of Distortion Estimation”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, volume: 29, issue: 8, pp. 1309–1321. doi: 10.1109/TPAMI.2007.1147 CR - 7. ISO (2016) “ISO/TS 15066:2016 – Robots and Robotic Devices -- Collaborative Robots”, Standart of the International Organization for Standardization (https://www.iso.org/standard/62996.html) CR - 8. Krüger, J., Lien T.K. ve Verl, A. (2009) “Cooperation of Human and Machines in Assembly Lines”, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol: 58, pp. 628–646. doi: 10.1016/j.cirp.2009.09.009 CR - 9. KUKA AG. (2019) “İnsan Robot İşbirliği” https://www.kuka.com/tr-tr/teknolojiler/İnsan-robot-işbirliği, erişim tarihi: 07.03.2019. CR - 10. MathWorks, Inc. (2018), “MATLAB”, https://www.mathworks.com/products/matlab.html, erişim tarihi: Mayıs 2019. CR - 11. Mitsubishi Electric (2019), “RT Toolbox 2”, https://www.mitsubishielectric.com/fa/products/rbt/robot/smerit/rt2/simulation.html, erişim tarihi: Mayıs 2019. CR - 12. Moriaka, M. ve Sakakibara, S. (2010) “A New Cell Production Assembly System with Human-Robot Cooperation”, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol: 59 (1), pp 9-12 doi: 10.1016/j.cirp.2010.03.044 CR - 13. Nguyen, D.H., Hoffmann, M., Roncone, A., Pattacini, U. ve Metta, G. (2018) “Compact Real-time avoidance on a Humanoid Robot for Human-robot Interaction”, Proceedings of the ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, pp. 416-424.doi: 10.1145/3171221.3171245 CR - 14. Takakura, S., Murakami, T. ve Ohnishi, K. (1989) “An Approach to Collision Detection and Recovery Motion in Industrial Robot”, Proceedings of the 15th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, pp. 421-426.doi: 10.1109/IECON.1989.69669 CR - 15. Tokçalar, Ö.K., İlhan, R., Şimşek, Ö. ve Durgun, İ. (2016) “Hibrit montaj sistemleri orta yük kapasiteli robotlarda insan-robot etkileşimi”, Türkiye Robotbilim Konferansı – TORK 2016 CR - 16. Viola, P. ve Jones, M. (2001) “Rapid Object Detection Using a Boosted Cascade of Simple Features”, Proceedings of the IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition.doi: 10.1109/CVPR.2001.990517 CR - 17. Yamada, Y., Suita, K., Imai, K. ve Ikeda, H. (1996) “A Failure-To-Safety Robot System for Human-Robot Coexistence”, Robotics and Autonomous Systems, volume: 18 issues: 1-2 pp. 283-291.doi: 10.1016/0921-8890(95)00075-5 UR - https://doi.org/10.17482/uumfd.560127 L1 - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/803355 ER -