Sistem visual—cara ia berfungsi dan cara ia berfungsi

Oleh kerana robot bukan organisma hidup seperti manusia, mereka tidak mempunyai mata dan otak, dan untuk menerima maklumat visual, mereka memerlukan peranti deria teknikal khas yang dipanggil sistem visual.

Sistem visual membenarkan robot menerima imej objek dan pemandangan kerja, mengubah, memproses dan mentafsirnya menggunakan set peranti digital, supaya penggerak robot kemudiannya, mengikut data ini, melaksanakan kerja dengan secukupnya.

Berbanding dengan sistem yang sangat sensitif, ia adalah sistem penglihatan yang mampu menyampaikan sehingga 90% maklumat visual kepada robot untuk berfungsi dengan normal. Oleh itu, masalah melaksanakan visi mesin diselesaikan dalam beberapa langkah: maklumat diterima, diproses, kemudian dibahagikan dan diterangkan, kemudian diiktiraf dan ditafsir.

Maklumat asal yang diberikan dalam bentuk imej digital telah diproses terlebih dahulu, bunyi dikeluarkan daripadanya, kualiti imej elemen individu adegan atau objek dipertingkatkan.Maklumat itu kemudiannya dibahagikan — pemandangan dibahagikan secara bersyarat kepada bahagian yang diiktiraf sebagai elemen berasingan, setiap satunya boleh dikenali, dan kemudian objek yang menarik diserlahkan.

Objek yang dipilih diperiksa oleh parameter ciri, yang diterangkan dengan tatasusunan maklumat, jadi selanjutnya adalah mungkin untuk memilih objek yang diperlukan mengikut parameter. Objek yang diperlukan ditanda dan dikenal pasti menggunakan program. Akhir sekali, objek yang dikenal pasti ditafsirkan dan ditandakan sebagai kepunyaan satu atau kumpulan lain objek yang boleh dikenali, selepas itu imej visualnya ditubuhkan.

Dalam sistem penglihatan teknikal, maklumat imej, dengan bantuan penukar optoelektronik dan sensor video, dibentangkan dalam bentuk isyarat elektrik. Ini pada asasnya adalah transformasi utama. Biasanya, imej dibaca menggunakan kamera optik, elemen sensitif, peranti pengimbasan, selepas itu isyarat dikuatkan.

Maklumat yang diperolehi diproses secara hierarki. Pertama, imej diproses oleh pemproses video. Di sini, parameter utama ialah garis besar imej, yang ditetapkan oleh koordinat set titik yang membentuknya. Selain itu, komputer yang merupakan sebahagian daripada sistem menjana isyarat kawalan untuk robot.

Penderia video disambungkan ke bahagian lain sistem penglihatan menggunakan kabel khas, seperti kabel optik, yang melaluinya maklumat dihantar pada frekuensi tinggi dan dengan kehilangan yang minimum.

Penderia video itu sendiri boleh mempunyai elemen penderiaan titik, satu dimensi atau dua dimensi.Unsur sensitif titik mampu menerima sinaran yang boleh dilihat dari bahagian kecil objek, dan untuk mendapatkan imej raster penuh, adalah perlu untuk mengimbas sepanjang satah.

Penderia satu dimensi adalah lebih kompleks, ia terdiri daripada garisan elemen titik yang bergerak relatif kepada objek semasa pengimbasan. Unsur 2D pada asasnya ialah matriks unsur titik diskret.

Sistem optik menayangkan imej ke elemen sensitif, saiz kawasan kerja yang diliputi oleh sensor ditentukan terlebih dahulu. Sistem optik mempunyai lensa apertur boleh laras untuk melaraskan jumlah cahaya masuk dan ketajaman fokus apabila jarak dari kanta ke subjek berubah.

Pelbagai peranti optoelektronik boleh bertindak sebagai penderia video, daripada transduser keadaan pepejal kepada kamera televisyen berasaskan tiub vakum vidicon. Asas penglihatan teknikal adalah persepsi dan pra-pemprosesan maklumat daripada sensor ini, tanpa perlu menggunakan kecerdasan buatan.

Ini adalah tahap paling rendah sistem. Seterusnya ialah analisis, penerangan dan pengiktirafan - di sini komputer moden dan perisian algoritma kompleks digunakan - peringkat pertengahan. Tahap tertinggi sudah pun kecerdasan buatan.

Secara praktikalnya dalam robot industri sistem penglihatan generasi pertama tersebar luas, memberikan kualiti kerja yang mencukupi dengan imej rata dan objek dengan bentuk mudah. Ia digunakan untuk mengenali, menyusun dan meletakkan bahagian, menyemak dimensi bahagian, membandingkannya dengan lukisan, dsb.

Pelaksanaan biasa sistem penglihatan kelihatan seperti ini. Kawasan kerja robot, di mana bahagian-bahagiannya terletak, diterangi dengan lampu.Di atas kawasan kerja terdapat kamera TV mudah alih pemerhatian, dari mana maklumat video disalurkan melalui kabel ke unit utama sistem penglihatan teknikal.

Dari unit utama, maklumat (dalam bentuk yang diproses) disalurkan ke unit kawalan robot. Peranti melakukan pengasingan bahagian, pembungkusan yang teratur dalam bekas mengikut ketat dengan maklumat yang diterima daripada perisian sistem penglihatan teknikal.

Robot pintar dan adaptif yang sedang giat dibangunkan hari ini, berdasarkan sistem generasi kedua dan ketiga, mampu bekerja dengan imej tiga dimensi dan objek yang lebih kompleks, membuat ukuran yang lebih tepat dan mengecam objek dengan lebih teliti dan cepat.

Arah utama penyelidikan saintifik dan teknikal hari ini ialah penambahbaikan sistem penglihatan dan perisian serta sokongan algoritmanya, penciptaan komputer khas, serta sistem penglihatan yang pada asasnya baru, memandangkan penggunaan robotik semakin diminati dan bidangnya. pelaksanaan perindustrian sentiasa berkembang.mengembang.

Hari ini, peranti sensitif yang lebih canggih untuk robot sedang dibangunkan, yang mampu menghantar sebanyak mungkin maklumat luaran kepada robot. Kini jelas bahawa sensor kompleks boleh, pada dasarnya, melihat pemandangan dan imej secara keseluruhan, yang bermaksud bahawa pada masa hadapan robot akan dapat secara bebas membentuk tindakan yang bertujuan di ruang kawasan kerja tanpa rangsangan luaran tambahan.

Lihat juga:Apakah penglihatan mesin dan bagaimana ia boleh membantu?