Show simple item record

dc.contributor.advisorKumbay Yıldız, Şölen
dc.contributor.authorAl, Ahmet Aras
dc.date.accessioned2021-10-13T08:29:31Z
dc.date.issued2021
dc.date.submitted2021-06-17
dc.identifier.citationElsevier(Mendeley)tr_TR
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/25568
dc.description.abstractMachine learning is a major subset of artificial intelligence studies in the literature. Deep learning is also a specialized machine learning technique which involves the use of convolutional neural networks. In deep learning techniques, it is not necessary to manually extract features from the training dataset for object recognition and classification problems. Image processing with deep learning techniques has a significant advantage of extracting the necessary features automatically for classification, by processing the training dataset through neural networks. In this thesis, a MATLAB based object recognition program is created using deep learning techniques to recognise and classify components with different geometric shapes, more specifically screws, washers and nuts, which are fed to the experiment setup randomly and one by one from a conveyor belt. The performances of three widely used algorithms in the literature for image recognition problems, namely Alexnet, Googlenet and Squeezenet are investigated in order to decide which object recognition algorithm is more suitable to be used in the software part of the thesis. A common data set consisting of the photos of the objects is prepared for recognising and classifying iii screws, washers and nuts. Instead of utilising the objects that are already present in the libraries of the algorithms, each algorithm is trained by this data set with the transfer learning method. The performances of trained algorithms are initially tested on a software medium with the photos from data set reserved as test data. Subsequently, a benchmark test is carried out on the physical setup with a USB webcam for those algorithms. The tests performed on both software and hardware revealed that the Squeezenet algorithm achieved the highest performance. The object recognition program with the Squeezenet algorithm performs communication with the UR5 collaborative robot (cobot) through TCP/IP by sending a unique message for each prediction case. A robot control program is designed with Polyscope, the graphical user interface on the robot’s teach pendant to control the robot’s movements. The robot control program receives the prediction output of a MATLAB based object recognition program by continuously listening to a specific port over TCP/IP and completes the classification process by moving the robot arm according to the received message to pick up the component and put it into corresponding box for that particular object. A voltage-controlled electromagnet is chosen as an end effector for the robot arm since the screws, washers and nuts used in this thesis study have ferromagnetic characteristics. Different scenarios are prepared on the Polyscope based robot control program to perform the necessary tasks of the robot arm for each object. Finally, the performance of the overall system is put to test and both the hardware and the software parts are observed to be operating successfully.tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectYapay zekâtr_TR
dc.subjectMakine öğrenmesi
dc.subjectDerin öğrenme
dc.subjectEvrişimli sinir ağları
dc.subjectNesne tanıma
dc.subjectSınıflandırma
dc.subjectSqueezenet
dc.subjectPolyscope
dc.subjectUR5
dc.titleUR5 İşbirlikçi Robotla Farklı Geometrik Şekillere Sahip Malzemelerin Sınıflandırılmasıtr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetGünümüzde makine öğrenmesi, literatürdeki yapay zekâyla ilgili çalışmaların büyük bir alt kümesini oluşturmaktadır. Derin öğrenme teknikleri ise, evrişimli sinir ağlarının kullanıldığı, özelleştirilmiş bir makine öğrenmesi tekniğidir. Derin öğrenme tekniklerinde, nesne tanıma ve sınıflandırma problemlerinde, eğitim için kullanılan veri kümesinden istenilen özelliklerin kullanıcı tarafından elle çıkartılmasına gerek kalmamaktadır. Derin öğrenme ile görüntü işleme tekniklerinde, sinir ağları üzerinden, eğitim verisi işlenerek, sınıflandırma için gerekli özelliklerin otomatik olarak çıkarılması önemli bir avantaj olarak değerlendirilmektedir. Bu tez kapsamında, bir taşıyıcı banttan teker teker ve rastgele bir düzenle gelmekte olan vida, pul ve somun gibi farklı geometrik özelliklerdeki malzemelerin sınıflandırılması için, derin öğrenme tekniklerini kullanarak malzemenin ne olduğunu tespit eden MATLAB tabanlı bir nesne tanıma yazılımı hazırlanmıştır. Hazırlanan yazılımda kullanılacak nesne tanıma algoritmasına karar vermek için, literatürde derin öğrenmeyle nesne tanıma problemlerinde yaygın olarak kullanılan, Alexnet, Googlenet ve Squeezenet algoritmalarının, tez çalışmasında kullanılacak vida, pul ve somunları tanıma ve sınıflandırma başarımları incelenmiştir. Her bir algoritmanın, kendi kütüphanesinde hazır bulunan nesneler yerine, tez çalışmasının konusu olan vida, pul ve i somunları tanıyıp sınıflandırabilmesi için, bu nesnelerin fotoğraflarından oluşan ortak bir veri kümesi hazırlanmıştır ve her bir algoritma, bu veri kümesi kullanılarak aktarım öğrenme yöntemiyle eğitilmiştir. Eğitilen algoritmaların başarımları; öncelikle veri kümesinin test için ayrılan fotoğraflarıyla yazılım ortamında test edilmiş, devamında USB tabanlı bir web kamerası kullanılarak, donanım ortamında kıyaslama testi yapılmıştır. Benzetim ve uygulamayla gerçekleştirilen testler sonrasında, tezin konusu olan nesne sınıflandırma problemi için en uygun algoritmanın Squeezenet algoritması olduğu görülmüştür. Squeezenet algoritması kullanılarak hazırlanan nesne tanıma yazılımı, her bir tahmin durumu için, UR5 işbirlikçi robota TCP/IP üzerinden farklı bir mesaj göndererek haberleşmektedir. Robotun yapacağı hareketleri kontrol etmek amacıyla, UR5 robotun kendi multimedya arayüzü üzerinden, Polyscope grafik kullanıcı arayüzü ile robot kontrol yazılımı hazırlanmıştır. Robot kontrol yazılımı, TCP/IP üzerinden belirli bir portu sürekli olarak dinleyerek, MATLAB tabanlı nesne tanıma yazılımının çıktısı olan tahmine göre iletilen mesajları almakta ve gelen mesaja göre robot kol harekete geçerek malzemeyi alıp her malzemeyi ait olduğu kutulara atarak sınıflandırma işlemini gerçekleştirmektedir. Tezin çalışma konusu olan vida, pul ve somunların mıknatıslanma özelliği bulunduğu için robot kolun uç işlevcisi olarak gerilim kontrollü bir elektromıknatıs kullanılmıştır. Polyscope tabanlı robot kontrol yazılımında her bir malzeme için robot kolun yapması gereken işlemlere dair farklı senaryolar oluşturulmuştur. Son olarak oluşturulan sistemin başarımı test edilmiş ve sistemin tüm yazılım ve donanımlarıyla birlikte yüksek başarımla çalıştığı görülmüştür.tr_TR
dc.contributor.departmentElektrik –Elektronik Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2021-10-13T08:29:31Z
dc.fundingYoktr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record