Co to jest Robotic Vision? | 5+ ważnych aplikacji

by

Przedmiot dyskusji: Robotic Vision / Robot Vision i jego cechy

Wizja robota | Robot Vision System

Co masz na myśli mówiąc o Robot Vision? | Definicja systemu wizyjnego robota

Metoda przetwarzania, charakteryzowania i dekodowania danych z fotografii prowadzi do prowadzenia ramienia robota w oparciu o wizję, dynamicznej inspekcji oraz ulepszonej identyfikacji i możliwości pozycjonowania komponentów, zwanych Robot Vision lub Robotic Vision. Plik robot jest programowany za pomocą algorytmu, a kamera zamocowana na robocie lub w stałej lokalizacji rejestruje obraz każdego przedmiotu obrabianego, z którym może się on komunikować.

Funkcja robotycznego widzenia powstała w latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych XX wieku. Inżynierowie opracowali metodę uczenia robota widzenia. Kawałek zostaje odrzucony, jeśli nie uzupełnia formuły, a robot sobie z tym nie radzi. Jest to najczęściej stosowane w zastosowaniach związanych z przenoszeniem i selekcją materiałów w przemyśle opakowaniowym, wybieraniu i umieszczaniu, gratowaniu, szlifowaniu i innych procesach przemysłowych.

Systemy robotyczne sterowane wizyjnie | Wizja i robotyka

Wizja robotyczna to jedno z najnowszych osiągnięć robotyki i automatyzacji. Zasadniczo widzenie robotyczne to wyrafinowana technologia, która pomaga robotowi, zwykle robotowi autonomicznemu, w lepszym rozpoznawaniu elementów, nawigacji, znajdowaniu obiektów, inspekcji i obsłudze części lub elementów przed wykonaniem aplikacji.

Algorytmy wizyjne dla robotyki mobilnej

Wizja robotyczna zazwyczaj wykorzystuje różne wyrafinowane algorytmy, czujniki dostrajające i wykrywające temperaturę, z których wiele ma różny stopień zaawansowania i implementacji. Percepcja robotyczna nieustannie ewoluuje i rozwija się w bardziej płynny sposób, podobnie jak technologia coraz bardziej się komplikuje.

Ta najnowocześniejsza, ale uproszczona technologia obniży koszty operacyjne i zapewni proste rozwiązanie dla wszystkich form automatyzacji i potrzeb robotów. Dzięki robotycznej technologii wizyjnej roboty pracujące obok siebie nie będą się zderzać. Pracownicy byliby również bezpieczniejsi, więc roboty będą w stanie „wyczuć” pracowników, którzy staną im na drodze.

Mechanizm wizyjny robota składa się z dwóch podstawowych kroków:

Imaging:

Skanowanie lub „czytanie” jest wykonywane przez robota za pomocą technologii wizyjnej. To zasadniczo skanuje obiekty 2D, takie jak linie i kody kreskowe oraz obrazowanie 3D i rentgenowskie w celach kontrolnych.

Przetwarzanie obrazu:

Robot „myśli” o obiekcie lub obrazie po jego wykryciu. Przetwarzanie to obejmuje identyfikację krawędzi obrazu, wykrywanie przerwania, liczenie pikseli, manipulowanie obiektami zgodnie z wymaganiami, rozpoznawanie wzorców i przetwarzanie ich zgodnie z programem.

Architektura zrobotyzowanego systemu wizyjnego

Każdy Robotic Vision System działa w następującej sześciostopniowej architekturze:

  • Wyczuwanie - Proces, który daje wizualny obraz.
  • Przetwarzanie wstępne - Redukcja szumów, uwydatnienie szczegółów.
  • Segmentacja - Podział obrazu na obiekt zainteresowania.
  • Opis - Obliczanie cech w celu rozróżnienia obiektów.
  • Uznanie - Proces identyfikacji obiektów.
  • Interpretacja - Nadanie znaczenia grupie obiektów.

Schemat blokowy robotycznego systemu wizyjnego

widzenie robotyczne
Kredyty Image: RobotykaBiblia

Aplikacje wizyjne robotów

Roboty są statyczne i ograniczone do wykonywania z góry określonych ścieżek w wysoce regulowanych ustawieniach bez systemu wizyjnego. Podstawowym celem zrobotyzowanego systemu wizyjnego jest umożliwienie niewielkich odchyleń od wstępnie zaprogramowanych ścieżek przy jednoczesnym utrzymaniu wydajności.

Roboty mogą uwzględniać zmienne w swoim środowisku pracy, jeśli mają dźwiękowy system wizyjny. Części nie muszą być pokazywane w tej samej kolejności. A podczas przeprowadzania kontroli w trakcie procesu robot może upewnić się, że poprawnie wykonuje misję. Kiedy roboty przemysłowe są wyposażone w zaawansowane systemy wizyjne, stają się jeszcze bardziej dynamiczne. Podstawową motywacją do zastosowania zrobotyzowanych systemów wizyjnych jest elastyczność.

Roboty z robotycznym widzeniem mogą wykonywać różne czynności, w tym:

  • Wykonywanie pomiarów
  • Skanery i czytanie kodów kreskowych
  • Przegląd części silnika
  • Kontrola opakowania
  • Ocena konsystencji drewna
  • Badanie powierzchni
  • Orientacja modułów i części jest kierowana i weryfikowana
  • Kontrola defektów

Wizja komputerowa w robotyce i zastosowaniach przemysłowych

Wizja komputerowa to interdyscyplinarna dyscyplina badawcza, która bada, w jaki sposób komputery mogą interpretować sztuczne obrazy lub filmy na wysokim poziomie. Z inżynieryjnego punktu widzenia ma na celu zrozumienie i uproszczenie funkcji, które może mieć ludzki system wzrokowy.

Metody gromadzenia, kodowania, interpretowania i interpretowania obrazów wizualnych oraz wyszukiwania wielowymiarowych danych ze świata fizycznego w celu uzyskania wiedzy numerycznej lub symbolicznej, na przykład w formie decyzji, są przykładami zadań widzenia komputerowego.

W tym przypadku rozumienie odnosi się do przekształcania reprezentacji wizualnych (danych wejściowych siatkówki) w opisy świata, które mają sens dla procesów myślowych i wywołują skuteczne działanie. Odwiązanie wiedzy symbolicznej od danych obrazowych z wykorzystaniem określonych modeli wielodomenowych zbudowanych przy pomocy geometrii, fizyki, statystyki i teorii uczenia się, znanej jako rozumienie obrazu.

Filozofia sztucznych systemów, które czerpią wiedzę z obrazów, jest przedmiotem widzenia komputerowego, dyscypliny naukowej. Pętle wideo, różne widoki z kamery, wielowymiarowe dane z drukarki 3D czy medyczne dane skaningowe to również przykłady danych obrazu, a wizja komputerowa to dziedzina nauki, która ma na celu zastosowanie swoich pomysłów i modeli do jej rozwoju.

Zastosowanie wizji komputerowej w robotyce

Przykładami zastosowań są przemysłowe urządzenia wizyjne, które kontrolują butelki pędzące na linii produkcyjnej, badania sztucznej inteligencji i maszyny lub robotyka, która może ogarnąć otaczający je świat. Wizja komputerowa to szerokie pojęcie odnoszące się do podstawowej technologii cyfrowego przetwarzania obrazu, która jest wykorzystywana w różnych zastosowaniach.

Komputerowe urządzenia wizyjne mogą być wykorzystywane do różnych celów, w tym:

  • Automatyczna kontrola w zastosowaniach produkcyjnych
  • Używanie urządzenia do rozpoznawania gatunków w celu pomocy ludziom w czynnościach identyfikacyjnych
  • Sterowanie procesami z precyzją robota samochodowego
  • Wykrywanie czynności do prowadzenia monitoringu wizyjnego lub policzenia liczby uczestników
  • Interakcja między komputerami i ludźmi
  • Przetwarzanie obrazów medycznych lub modelowanie topograficzne
  • Nawigacja autonomicznym samochodem lub robotem mobilnym
  • Organizowanie plików, takich jak indeksowanie baz danych obrazów i sekwencji obrazów

Wizja robotyczna a wizja komputerowa

Robot Vision lub Robotic Vision jest ściśle powiązany z Machine Vision. Mają one wiele wspólnego, jeśli chodzi o widzenie komputerowe. Komputerowe widzenie można uznać za ich „ojca”, jeśli mówimy o drzewie genealogicznym. Jednak aby zrozumieć, gdzie wszystkie one wtapiają się we wszechświat, musimy najpierw dodać „dziadka” - przetwarzanie sygnału.

Przetwarzanie sygnału polega na oczyszczaniu sygnałów elektronicznych, wydobywaniu informacji, przygotowywaniu ich do wyświetlenia lub przetwarzaniu. Coś, w jakimkolwiek sensie, może ostrzeżenie. Obrazy są zasadniczo sygnałem dwuwymiarowym (lub więcej).

Robot Vision w cyfrowym przetwarzaniu obrazu

Chociaż widzenie komputerowe i przetwarzanie obrazu są kuzynami, ich cele są bardzo różne. Metody konwersji obrazu są używane głównie w celu zwiększenia dokładności obrazu, przekształcenia go do innego formatu (np. Histogramu) lub zmodyfikowania go w inny sposób w ramach przygotowań do dalszego przetwarzania. Z drugiej strony, wizja komputerowa bardziej koncentruje się na usuwaniu szczegółów z obrazów, aby miały sens.

Jak dotąd było to takie proste. Kiedy dodamy rozpoznawanie wzorców lub szerzej uczenie maszynowe, sprawy stają się nieco bardziej skomplikowane w drzewie genealogicznym. Ten podział rodziny koncentruje się na identyfikowaniu trendów w danych, co ma kluczowe znaczenie dla wielu bardziej zaawansowanych funkcji Robot Vision. W rezultacie uczenie maszynowe, podobnie jak przetwarzanie sygnału, jest kolejnym rodzicem w dziedzinie widzenia komputerowego.

Wszystko poprawia się, gdy dochodzimy do widzenia maszynowego. Dzieje się tak, ponieważ wizja maszynowa jest bardziej związana z podstawowymi implementacjami niż z technikami. Wizja maszynowa to zastosowanie widzenia w przemyśle wytwórczym do zautomatyzowanego monitorowania, sterowania procesami i kierowania robotami. Wizja maszynowa to dziedzina inżynierii, podczas gdy reszta „rodziny” to domeny nauki.

Wreszcie dochodzimy do Robotic Vision lub Robot Vision, które łączy w sobie strategie wszystkich poprzednich słów, a wizja robota i wizja maszynowa są również używane zamiennie, zgodnie z wymaganiami. Co więcej, Robot Vision to nie tylko dziedzina techniczna. Jest to dyscyplina z własnym zbiorem dziedzin nauki. W przeciwieństwie do czystej nauki o wizji komputerowej, metody i algorytmy widzenia robotów muszą integrować elementy robotyki, takie jak kinematyka, kalibracja układu odniesienia i zdolność robota do fizycznego wpływania na środowisko.

Czym jest widzenie maszynowe w robotyce?

System widzenia maszynowego w robotyce

Wizja maszynowa (MV) odnosi się do technologii i technik stosowanych w produkcji w celu zapewnienia opartej na obrazowaniu automatycznej inspekcji i interpretacji w zastosowaniach (tj. Automatycznej inspekcji, kontroli procesu, sterowaniu robotami itp.) I obejmuje to szeroki zakres technologii. zaczyna się od oprogramowania i sprzętu, połączonych procesów, zachowań, praktyk i doświadczenia.

Aby uniknąć irytacji, niezadowolenia i złamanego serca użytkownika oraz nieprzyjemnych niespodzianek dla twórcy aplikacji, każdy z nich musi być dokładnie przemyślany. Cztery podstawowe etapy to:

  • Akwizycja obrazu
  • Ekstrakcja informacji z obrazu
  • Analiza informacji
  • Komunikacja wyników

Jako gałąź inżynierii systemów, wizja maszynowa jest oddzielona od wizji maszynowej, która jest gałęzią informatyki. Stara się łączyć istniejące innowacje w nowatorskie sposoby, aby dostosować je do rzeczywistych problemów. Koncepcja ta jest najczęściej stosowana w przypadku tych funkcji w automatyzacji przemysłowej, celach ochrony i bezpieczeństwa oraz w aplikacjach do prowadzenia pojazdów z własnym napędem.

Jakie są cztery podstawowe typy systemów wizyjnych maszyn?

Aby spełnić wymagania Twoich indywidualnych zastosowań wizyjnych, musisz wybrać odpowiedni system wizyjny. Podstawowym systemem wizyjnym maszyny są

  • System wizyjny 1D
  • System wizyjny 2D
  • System skanowania liniowego lub skanowania obszaru
  • System wizyjny 3D

Systemy wizyjne 1D

Zamiast wpatrywać się w cały obraz naraz, wizja 1D analizuje sygnał cyfrowy po jednej linii na raz, na przykład porównując wariancję między najbardziej aktualnym zestawem dziesięciu uzyskanych linii a starszą grupą. Metoda ta jest szeroko stosowana do identyfikowania i klasyfikowania defektów w materiałach wytwarzanych w procesie ciągłym (np. Papier, odzież, metale, tworzywa sztuczne, produkty w arkuszach lub rolkach).

Systemy wizyjne 2D | Wizja robota 2D

Większość kamer inspekcyjnych wykonuje skanowanie obszaru, które obejmuje wykonywanie zdjęć 2D w różnych rozdzielczościach. Skanowanie liniowe to forma wizji maszynowej 2D, która tworzy obraz 2D linia po linii.

Skanowanie liniowe lub skanowanie obszaru

Systemy skanowania liniowego mają wyraźne zalety w stosunku do systemów skanowania w terenie w wielu aplikacjach. Na przykład inspekcja sekcji okrągłych lub cylindrycznych może wymagać użycia kamer skanujących o wielu obszarach, aby pokryć całą powierzchnię elementu, a obrócenie części przed pojedynczą linijką skanera, z drugiej strony, rozpina obraz i chwyta całą powierzchnię.

Tam, gdzie kamera zaglądałaby przez rolki na przenośniku, aby zobaczyć spód sekcji, systemy skanowania liniowego wygodniej pasują do wąskich przestrzeni; Ogólnie rzecz biorąc, kamery ze skanowaniem liniowym mają znacznie wyższą rozdzielczość niż kamery konwencjonalne. Ponieważ systemy skanowania liniowego wykorzystują ruchome części do tworzenia obrazu, są idealne do ciągłego przemieszczania się towarów.

Systemy wizyjne 3D | Systemy wizyjne robotów 3D

Wiele kamer lub jeden lub więcej laserowych czujników przemieszczenia jest powszechnie stosowanych w komputerowych systemach wizyjnych 3D. W zrobotyzowanych systemach naprowadzania, wizja 3D z wielu kamer zapewnia robotowi wiedzę o orientacji aspektów. Wiele kamer jest zainstalowanych w różnych pozycjach i w tych systemach stosowana jest „triangulacja” obiektywnego punktu w przestrzeni trójwymiarowej.

Rodzaje czujników wizyjnych stosowanych w robotyce

Robotic Vision czujnik aplikacje to urządzenia wieloskładnikowe z wieloma ruchomymi częściami. W tej dziedzinie następuje ciągły postęp. Inteligentne kamery, często stosowane w systemach rozpoznawania pojazdów, będą dla wielu najpowszechniejszymi czujnikami wizyjnymi. Z drugiej strony, czujniki wizyjne są powszechnie stosowane w przemyśle do śledzenia operacji i zapewnienia bezpieczeństwa produktu.

Istnieją dwa rodzaje robotycznych czujników wizyjnych, z których każdy można modyfikować do różnych celów:

  • Typ rzutu ortograficznego: Najczęściej spotykane jest prostokątne pole widzenia robotycznych czujników wizyjnych typu projekcja ortograficzna. Są idealne do czujników podczerwieni z dalmierzami bliskiego zasięgu lub laserowymi.
  • Rodzaj projekcji perspektywicznej: Pole widzenia zrobotyzowanych czujników wizyjnych wykorzystujących rzut perspektywiczny ma kształt trapezu. Idealnie nadają się do czujników stosowanych w aparatach.

Komputerowe widzenie ramienia robota

325 3259583 1 2 ramię robota wizja komputerowa
Ramię robota; Kredyty obrazkowe: szukaj png

Uniwersalny system wizyjny robota

uniwersalny
Kredyty Image: Obrazowanie Stemmera

Robot Stereo Vision

stereofoniczny
Kredyty Image: Projekty nudy

System wizyjny robota spawalniczego

Wizja robota 3D
Spawanie robotem; Kredyty obrazkowe: Roboty.pl

Komputerowe algorytmy wizyjne i czujniki wizyjne, takie jak dalmierz laserowy i kamery fotometryczne (z opartym na krzemie wielokanałowym detektorem promieniowania UV, światła widzialnego i bliskiej podczerwieni, popularnie zwanym matrycą CCD), są wykorzystywane w wizji system nawigacji lub nawigacji optycznej w celu wyodrębnienia cech wizualnych niezbędnych do celów lokalizacyjnych. Istnieje jednak wiele dostępnych technik nawigacji i lokalizacji opartych na wizji, przy czym krytycznymi elementami każdej techniki są:

  • Reprezentacja środowiska.
  • Model wyczuwający.
  • Algorytm lokalizacji.

Nawigacja oparta na wizji została podzielona na dwa typy:

  • Nawigacja wewnętrzna.
  • Nawigacja zewnętrzna.

Przeczytaj także:

     

Zostaw komentarz