Leap motion ile 2B robot kolu simülasyonu

Abstract

Bu çalışmada Leap Motion ile robot kolunun gerçek zamanlı hareket etmesi gereken noktalar kullanıcı tarafından dışarıdan verilir. Alınan bu noktalar yardımıyla robot kolunun hareketini sağlamak için önce ters kinematikle serbest değişkenler ve daha sonra ileri kinematikle de robot kolunun kartezyen koordinatları bulunur. Üç serbestlik derecesine sahip RRP tipli 3B bir robot kolunun hareketi z-ekseni boyunca sabit düzlem üzerinde kalması sebebiyle üstten görünümü baz alınarak, iki serbestlik derecesine sahip 2B simülasyonu LabVIEW ortamında oluşturuldu. İki serbestlik derecesine sahip robot kolun hareketi sadece kinematik yöntemler kullanarak kontrol edildi. Denavit-Hartenberg yöntemi ile iki serbestlik derecesine sahip robot kolun parametreleri belirlendi ve bu parametrelerden yararlanılarak ileri ve ters kinematik modeller LabVIEW ortamında oluşturuldu. Leap Motion ile elde edilen konum bilgisinden yararlanarak, ters kinematik modelden eklem açılarının alabileceği değerler LabVIEW ortamında hesaplandı. Ters kinematik probleminden bulunan çözümler ileri kinematik problemde yerine konularak en uygun çözüm robot kolunun yaklaşık konumu olarak alındı. Leap Motion’dan alınan n adet konum verisi ve LabVIEW ortamında kinematik hesaplarla elde edilen robot kolunun kartezyen koordinatları arasındaki hatalar iki boyutta Mutlak Hata Oranı Ortalaması(MAPE) ile hesaplandı.

In this study, the user gives Leap Motion and desired points where the robot arm must move in real time from the outside. With the aid of these points, first, in order to provide motion of the robot arm, there are free variables with inverse kinematics and then Cartesian coordinates of the robot arm with forward kinematics. A 2D robot simulation with two degrees of freedom was created in the LabVIEW Program, based on the top view, because the RRP type robot arm with three degrees of freedom stays on a constant plane along the z-axis of motion. The movement of the robot arm that has two degrees of freedom only was controlled using kinematic methods. By using the Denavit-Hartenberg method, robot arm parameters with two degrees of freedom were determined and by using these parameters, forward and inverse kinematic models were created in LabVIEW program. By using the position information obtained by Leap Motion, the values that the joint angles can take in the inverse kinematic model are calculated in the LabVIEW program. The solutions derived from the inverse kinematics problem were substituted in the advanced kinematic model and the most appropriate solution was taken as the approximate position of the robot arm. The errors between the Cartesian coordinates of the robot arm obtained from Leap Motion with n includes position datas and the kinematic calculations in the LabVIEW Program were calculated using the Mean Absolute Percentage Error(MAPE) in two dimensions.