Show simple item record

dc.contributor.advisorÖzdemirel, Barbarosen_US
dc.contributor.authorErat, Sercan
dc.date.accessioned2018-10-26T11:39:05Z
dc.date.available2018-10-26T11:39:05Z
dc.date.issued2018-06
dc.identifier.citationErat, S. (2018). Inertial measurement units for motion control of surgical endoscopic robot. Unpublished master's thesis, Izmir Institute of Technology, Izmir, Turkeyen_US
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11147/6927
dc.descriptionThesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Electronics and Communication Engineering, Izmir, 2018en_US
dc.descriptionIncludes bibliographical references (leaves: 104-107)en_US
dc.descriptionText in English; Abstract: Turkish and Englishen_US
dc.description.abstractInertial measurement units (IMUs) are preferable over other electromechanical user interfaces for robotics applications that require hands-free operation. In case of a surgical endoscopic robot, one of the requirements is a user interface that gives the surgeon ability to control the camera position while holding other surgical tools. An IMU used for this purpose should provide precise position information in a small motion range restricted by a few degrees of rotation. In this study, major difficulties in establishing a user interface between an IMU and a surgical robotic arm are identified, and the necessary solutions for implementation of such an interface are presented. The study focuses on the IMU devices that combine accelerometers and gyroscopes based on micro-electromechanical systems (MEMS) technology because of their smaller size and low power requirement. Working principles and the calibration techniques of MEMS IMUs are reviewed. Three fusion algorithms that combine accelerometer and gyroscope data to determine the orientation of an object in three-dimensional space are implemented. Performance of these fusion algorithms and critical specifications of MEMS IMUs from three different manufacturers are evaluated by monitoring sensor data through a wireless interface. A graphical evaluation software was developed to test position mapping methods by steering field of view of a hypothetical camera towards randomly determined targets on the computer screen. Effectiveness of the position mapping methods was evaluated by several users by comparing the total angular displacement and the elapsed time required to reach a number of simulated targets.en_US
dc.description.abstractAtaletsel ölçüm birimleri (AÖB) ellerin serbest olarak kullanılmasını gerektiren robotik uygulamalarda diğer elektromekanik kullanıcı arabirimlerine kıyasla tercih edilebilir. Cerrahi endoskopi robotunun kontrolüne yönelik kullanıcı arabiriminin gereklerinden biri, cerrahın diğer cerrahi aletleri tutarken kamera konumunu kontrol edebilmesidir. Bu amaç için kullanılacak bir AÖB birkaç derecelik dönüşle sınırlandırılmış küçük bir hareket aralığında kesin konum bilgisi sağlamalıdır. Bu çalışmada, AÖB ve cerrahi robot kolu arasında bir kullanıcı arabirimi oluşturulmasındaki güçlükler belirlenmiş ve böyle bir arabirimin uygulanması için gerekli çözümler sunulmuştur. Çalışma kapsamında, daha küçük boyutlu olmaları ve düşük güç gerektirmeleri nedeniyle mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) teknolojisine dayalı ivmeölçerler ve jiroskopların bir araya gelmesiyle oluşan AÖB aygıtlarına odaklanılmıştır. Bir nesnenin üç boyutlu uzaydaki konumunu belirlemek için ivmeölçer ve jiroskop verilerini birleştiren üç füzyon algoritması incelenmiştir. Bu füzyon algoritmalarının performansı ve üç farklı üreticiden sağlanan MEMS AÖB'lerinin kritik özellikleri kablosuz bir arayüz aracılığıyla elde edilen algılayıcı verilerini izleyerek değerlendirilmiştir. Kontrol amaçlı konum eşleme yöntemlerini değerlendirmek için bilgisayar ekranı üzerinde bir varsayımsal kamera görüş alanını rasgele belirlenen hedeflere doğru yönlendiren bir grafiksel değerlendirme uygulaması geliştirilmiştir. Konum eşleme yöntemlerinin etkinliği, farklı kullanıcılar tarafından bir dizi rastgele belirlenmiş hedefe ulaşmak için yapılan denemelerde toplam açısal yer değiştirmeyi ve geçen süreyi karşılaştırarak değerlendirilmiştir.en_US
dc.description.sponsorshipThe Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK)en_US
dc.format.extentxiii, 107en_US
dc.language.isoengen_US
dc.publisherIzmir Institute of Technologyen_US
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/TUBITAK/EEEAG/115E725en_US
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/TUBITAK/EEEAG/15E726en_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.subjectAccelerometeren_US
dc.subjectGyroscopeen_US
dc.subjectMotion sensorsen_US
dc.subjectInertial measurement unitsen_US
dc.titleInertial measurement units for motion control of surgical endoscopic roboten_US
dc.title.alternativeCerrahi endoskopi robotunun hareket denetimi için ataletsel ölçüm birimlerien_US
dc.typemasterThesisen_US
dc.contributor.departmentIzmir Institute of Technology. Electronics and Communication Engineeringen_US
dc.relation.publicationcategoryTezen_US


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record