A smart RGB-D camera-based approach for real-time 3D object pose estimation and tracking for exoskeleton-assisted neurorehabilitation scenarios
Exoskeleton (dış iskelet) destekli nörorehabilitasyon senaryoları için gerçek zamanlı 3D nesne poz tahmini ve takibine yonelik akıllı, RGB-D kamera tabanlı bir yaklaşım
- Tez No: 967230
- Danışmanlar: PROF. DR. VİTOANTONİO BEVİLACQUA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Polytecnıco Dı Barı
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Robotlar, özellikle de robotik dış iskeletler, nörorehabilitasyon terapisi senaryolarında giderek artan bir şekilde ve başarıyla kullanılmaktadır. Gerçekten de bu sistemler, hastaların daha karmaşık eklem koordinasyonu gerektiren ve yerçekimine karşı koymayı içeren hareketleri gerçekleştirmesine olanak sağlamaktadır. Bununla birlikte, nesnelere uzanma ve kavrama gibi robot destekli nörorehabilitasyon senaryoları, hareketlerin boyutlu gerçek dünyada gerçekleştirilmesini (ve desteklenmesini) gerektirmektedir. Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen senaryolarda uzanma ve kavrama gorevlerini desteklemek amacıyla, hem durağan hem de hareketli nesnelerin otomatik olarak izlenmesi için yeni ve sağlam bir RGB-D kamera tabanlı yaklaşım önerilmektedir. Önerilen yaklaşım, önceden işlenmemiş ve bilinmeyen nesnelerle çalışmaya olanak tanır ve terapiste esnek ve değişken bir terapi uygulama olanağı sunarak yüksek bir şeffaflık düzeyi sağlar. Ayrıca, önerilen sistem, el ortezinin yardımıyla silindir biçimindeki nesnelerin kavranmasına olanak tanımak için bu tor nesneleri tanımaya ve konumlarını tahmin etmeye özel olarak uyarlanmıştır. Çalışmada ayrıca, video akışı boyunca birden fazla nesnenin izlenebilmesi için nesne benzerliğinin tanım, ve bu benzerliğin ölçümüne ilişkin dikkate değer bir yöntem de sunulmaktadır Tez şu alt bölümlere ayrılmıştır: • Bölüm 1 - Giriş, BRAVO Sistemine genel bir bakış sunulmaktadır. • Bölüm 2 - Malzemeler, çalışmada kullanılan ana araçlar, Donanım (Microsoft Kinect, L-Exos, Robotik El Ortezleri) ve Yazılım (Point Cloud Library, OpenCV) olarak ikiye ayrılmıştır. • Bölüm 3 - Gerçek zamanlı 3D nesne poz tahmini ve izleme için akıllı bir sistem, burada uygulanan Bilgisayar Görme Sistemi tamamen gösterilmektedir (Kamera Kalibrasyonu, Deri Kaldırma Filtreleme, Silindir Tanıma ve 3D İzleme olarak ayrılmıştır). • Bölüm 4 - Deneyler ve Sonuçlar, bilinmeyen nesnelerin izleme yeteneği ve silindir benzeri şekil tanıma açısından yöntemimizin geçerliliğini göstermek için, hem video akışları hem de web'de bulunan RGB-D Nesne Veri Seti üzerinde yapılan testlerin sonuçları gösterilmektedir. • Bölüm 5 - Sonuçlar, çalışma ve gelecekteki gelişmeler hakkında kısa açıklamalar yer almaktadır.
Özet (Çeviri)
Robots and in particular robotic exoskeletons are being increasingly and successfully used in neurorehabilitation therapy scenarios. Indeed, they allow patients to perform movements requiring more complex inter-joint coordination and gravity counterbalancing. However, robot-assisted neurorehabilitation scenarios, such as reaching and grasping objects, require movements to be performed (and assisted) in the 3D real world. In this work, we propose a new and robust RGB-D camera-based approach for automated tracking of both still and moving objects that can be used for assisting the reaching/grasping tasks in the aforementioned scenarios. The proposed approach allows to work with unknown (and not pre-processed objects) and features a high degree of transparency, giving the possibility to the therapist to propose a flexible and variable therapy. Moreover, the proposed system is specialized to recognize and estimate the pose of cylinder-like shaped objects to allow cylinder grasps with the help of an hand orthosis. A noticeable definition of object likeness (and its measurement) is also introduced for tracking multiple objects in video stream over time. The thesis is subdivided in: • Chapter 1 - Introduction, where is shown an overview of the BRAVO System. • Chapter 2 - Materials, where are exposed the main tools used in the work, divided into Hardware (Microsoft Kinect, L-Exos, Robotic Hand Orthoses) and Software (Point Cloud Library, OpenCV). • Chapter 3 - A smart system for real-time 3D object pose estimation and tracking, where the implemented Computer Vision System is completely shown (divided in Camera Calibration, Skin Removal Filtering, Cylinder Recognition and 3D Tracking). • Chapter 4 - Experiments and Results, where, in order to demonstrate the validity of our method both in terms of tracking capability of unknown ob- jects and of cylinder-like shape recognition, are shown the results achieved conducting tests both on video streams and on a web-available RGB-D Object Dataset. • Chapter 5 - Conclusions, where are shown brief remarks about the work and its future developments.
Benzer Tezler
- 1985-1986 yıllarında Polatlı Devlet Hastanesine kaza nedeniyle başvuranların incelenmesi
Başlık çevirisi yok
FERHAN ŞENOL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
İlk ve Acil YardımGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. HİKMET PEKCAN
- Devrelerin büyük işaret cevaplarının bilgisayar yardımıyla bulunması
Başlık çevirisi yok
NÜKHET GÜNEYİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Ulaş Sağlık Ocağı merkezinde nüfusun bazı niteliklerine ve konutların durumuna ilişkin bir çalışma
An Investigation carried out at the Ulaş Public Health Centre concerning some characteristics of the population and housing conditions in the district of Ulaş
EROL ŞANLI
Doktora
Türkçe
1985
Halk SağlığıCumhuriyet ÜniversitesiHalk Sağlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERVET ÖZGÜR
- Çimentonun sertleşmesi üzerinde kimyasal komponentlerin etkisi
Başlık çevirisi yok
NACİYE TÜRKEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEBE
- Antakya tarihi ticaret merkezi mekansal yapı değişim ve gelişim sürecinin kent ticaret merkezi planlamasına etkinliği
The Effectiveness of spatial structural chance and development period of the historical trade center of Antakya in the urban trade planning
NEVİN TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN UYDAŞ