Robot Vision: visaptveroša principu, komponentu un lietojumu analīze
Mūsdienu straujās tehnoloģiju attīstības laikmetā robotu redzes tehnoloģija pamazām kļūst par vienu no galvenajām tehnoloģijām automatizācijas jomā. Saskaņā ar datiem 2021. gadā mehāniskās redzes globālā tirgus apjoms sasniedza 11,4 miljardus USD, un līdz 2022. gadam paredzams, ka šis skaitlis pieaugs līdz 12 miljardiem USD, kas liecina par nepārtrauktu pieauguma tendenci. Tas norāda, ka robotu redzes tehnoloģijai tiek pievērsta arvien lielāka uzmanība un pielietojums visā pasaulē.
1, Vizuāls projekts
Pamatfunkcijas
Atpazīšana: atpazīšanas funkcija galvenokārt ietver mērķa objekta īpašību identificēšanu, piemēram, tā izskatu. Tostarp svītrkoda atpazīšanas precizitāte un ātrums ir svarīgi rādītāji atpazīšanas spēju mērīšanai.
Mērīšana: Mērīšanas funkcija var iegūt attēla izmēra vienību un precīzi aprēķināt mērķa objekta ģeometriskos izmērus attēlā. Augsta precizitāte un sarežģīti formas mērījumi ir mašīnas redzamības priekšrocības šajā funkcijā.
Lokalizācija. Lokalizācija pašlaik ir plaši izmantots lauks, kurā var iegūt divu{0}}dimensionālu un trīs-dimensiju informāciju par mērķu atrašanās vietu, un precizitāte un ātrums ir galvenie mērījumu rādītāji.
Atklāšana: noteikšanas lauks veido 50% no mašīnredzes funkcijām, un aprēķinu veikšana ir sarežģīta, galvenokārt ietverot pēc-montāžas izskata noteikšanu un izskata skrāpējumu defektu noteikšanu.
Lietojumprogrammu scenāriji
Mašīnredze apvienojumā ar industriālajiem robotiem galvenokārt tiek izmantota, lai vadītu robotu kustību. Konkrētos scenārijus var iedalīt satveršanā, noteikšanā un apstrādē utt. Satveršanas kategoriju var iedalīt lietojumos, piemēram, iekraušana un izkraušana, palešu likšana, šķirošana utt. Procesa kategorijā galvenokārt ir ietverti lietojuma scenāriji, piemēram, līmēšana, pulēšana, metināšana utt., un tā galvenokārt ir vērsta uz satveršanu.
2, Vizuālās sistēmas sastāvs un principi
a. Sistēmas sastāvs
Vizuālā kamera: tās galvenā funkcija ir attēlu uzņemšana un attēla informācijas apkopošana.
Gaismas avots: nodrošiniet stabilu gaismas avota ainu vizuālajai sistēmai, lai robots varētu iegūt skaidrākus attēlus.
Datoru aparatūra: tostarp centrālais procesors, atmiņa, cietais disks utt., kas galvenokārt atbild par attēlu apstrādi, algoritmu aprēķiniem un uzglabāšanu.
Roboti: saņemiet vizuālos datus, iegūstiet fiziskas koordinātas un izpildiet automatizētus ražošanas uzdevumus, pamatojoties uz vizuālām instrukcijām.
Mehāniskā ierīce: ieskaitot armatūras, konveijera lentes, paceļamos sēdekļus un citas perifērijas ierīces, galvenā funkcija ir palīdzēt robotam veikt fiziskas darbības.
b. Sistēmas klasifikācija
Monokulārā redze: šī ir plaši izmantota vizuālā sistēma, kas attēlu iegūšanai izmanto vienu rūpniecisko kameru, kas parasti spēj uzņemt tikai divu{0}}dimensiju attēlus, un to plaši izmanto viedo robotu jomā. Tomēr attēla precizitātes un datu stabilitātes problēmu dēļ bieži ir nepieciešams strādāt kopā ar cita veida sensoriem.
Binokulārā redze: tā sastāv no divām kamerām un izmanto triangulācijas principu, lai iegūtu informāciju par ainas dziļumu, un var rekonstruēt apkārtējo objektu trīsdimensiju formu un stāvokli. Princips ir līdzīgs cilvēka acs principam un ir salīdzinoši vienkāršs.
Daudzredzamība: izmantojot vairākas kameras, var samazināt aklās zonas un var samazināt kļūdainas noteikšanas iespējamību. To plaši izmanto rūpniecisko robotu montāžas jomā, un tas var precīzi identificēt un atrast izmērīto objektu, uzlabojot montāžas robotu intelektu un pozicionēšanas precizitāti.
c. Attēlveidošanas princips
Vizuālā attēlveidošana galvenokārt pārvērš atklāto objektu attēla signālā, pamatojoties uz attēla iegūšanas ierīcēm (CMOS un CCD), un pārraida to uz īpašu attēlu apstrādes sistēmu. Pārvērtiet pikseļu sadalījuma spilgtuma un krāsu informāciju ciparu signālos. Attēlu apstrādes sistēma izvelk mērķa funkcijas, pamatojoties uz šiem signāliem, piemēram, laukumu, daudzumu, pozīciju, garumu utt., un izvada rezultātus atbilstoši iepriekš iestatītajai pielaidei un citiem apstākļiem, tostarp izmēram, leņķim, skaitam, kvalificētam/nekvalificētam, klātbūtnei/neesamībai utt., lai panāktu automātiskās atpazīšanas funkciju, un pēc tam kontrolētu -vietnes iekārtu darbību, pamatojoties uz diskriminācijas rezultātiem.
3. Atšķirība starp CCD un CMOS
CCD kameras izmanto CCD, lai pārveidotu optiskos attēlus ciparu signālos pārraidīšanai. CCD attēlu apstrādes sensori izmanto vienu vai dažus izejas mezglus signāla nolasīšanai ar labu pārraides konsekvenci un spēju nolasīt visu attēla informāciju. Tomēr izejas signāla joslas platums ir jāpastiprina, kā rezultātā tiek patērēts liels enerģijas patēriņš.
CMOS kameras izmanto CMOS, lai pārveidotu optiskos attēlus ciparu signālos pārraidei, pārraidei izmantojot vienu pikseļu, kas var panākt viena pikseļa signāla pastiprināšanu un ārkārtīgi augstu attēla skenēšanas ātrumu, taču ir signāla konsekvences defekti.
Robotu redzes tehnoloģiju pielietojums automatizācijas jomā nepārtraukti paplašinās un padziļinās. No dažādiem aspektiem, piemēram, tirgus lieluma pieauguma, funkciju daudzveidības, sistēmas sastāva sarežģītības un attēlveidošanas principu zinātniskā rakstura, šai tehnoloģijai nākotnē neapšaubāmi būs lielāka nozīme daudzās jomās, piemēram, rūpnieciskajā ražošanā un viedos robotos.