تحلیل مختصری از فناوری موقعیت یابی بصری ربات صنعتی

این ربات فناوری الکترونیک، فناوری حسگر و فناوری کنترل هوشمند را ادغام می کند. این یک دستگاه ماشینی است که می تواند به طور خودکار وظایف کاری را انجام دهد. می تواند فرمان انسان را بپذیرد و همچنین می تواند به طور مستقل مطابق با اصول و برنامه های تدوین شده توسط فناوری هوش مصنوعی عمل کند. در بسیاری از زمینه ها به کار گرفته شده است.

در حال حاضر، ربات‌های صنعتی فقط می‌توانند دستورالعمل‌های از پیش تعیین‌شده را در یک محیط ساختاری کاملاً تعریف‌شده انجام دهند و فاقد توانایی درک و سازگاری با محیط هستند، که کاربرد ربات‌ها را به شدت محدود می‌کند. روش موقعیت یابی بصری قطعه کار، همراه با نرم افزار ویژه پردازش تصویر، از کنترل بصری ربات بدون نیاز به آموزش یا برنامه ریزی آفلاین مسیر حرکت ربات صنعتی از قبل استفاده می کند. این می تواند به موقعیت قابل اعتماد سیستم بصری ربات صنعتی دست یابد و نقش فعالی در بهبود دقت موقعیت قطعه کار و اثر پردازش داشته باشد. می تواند در زمان برنامه نویسی بسیار صرفه جویی کند و راندمان تولید و کیفیت پردازش را بهبود بخشد. در چین، این جنبه عمدتاً در ردیابی درزهای جوش توسط ربات های جوشکار استفاده می شود.

1. ترکیب سیستم موقعیت یابی بصری

سیستم موقعیت یابی بصری ربات از (همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است) تشکیل شده است. یک ابزار اسپری و یک دوربین منفرد در انتهای ربات مفصلی تعبیه شده است تا قطعه کار به طور کامل در تصویر دوربین ظاهر شود. این سیستم شامل سیستم دوربین و سیستم کنترل است:

1. سیستم دوربین: متشکل از یک دوربین واحد، کامپیوتر و سیستم اکتساب (شامل کارت اکتساب تصویر) است که مسئول کسب تصاویر بصری و الگوریتم‌های بینایی ماشین است. استفاده از دوربین دیجیتال برای این سیستم توصیه می شود و دقت استخراج بالاتر از یک دوربین معمولی خواهد بود.
2. سیستم کنترل: شامل یک کامپیوتر و یک جعبه کنترل است و برای کنترل موقعیت واقعی انتهای ربات استفاده می شود.

محل کار توسط یک دوربین CCD عکسبرداری می شود و کامپیوتر ویژگی های ردیابی را از طریق روش های تشخیص تصویر برای تشخیص و محاسبه داده ها استخراج می کند.

1578648768138220.jpg

شکل 1 ترکیب سیستم موقعیت یابی بصری ربات سمپاش

2. اصل کار سیستم موقعیت یابی بصری

دوربین دیجیتال آمریکایی برند TEO TM-C6597E مجهز به سیستم تصویربرداری TM-C520HP استفاده می شود. این دوربین با یک دوربین اختصاصی، خط انتقال متوازن و کارت ثبت تصویر طراحی شده است تا سیگنال ویدیویی را به ماشین حساب وارد کرده و آن را به سرعت پردازش کند. ابتدا یک تصویر محلی از شی مورد ردیابی را انتخاب کنید. این مرحله معادل فرآیند یادگیری آفلاین، ایجاد یک سیستم مختصات در تصویر و آموزش سیستم برای یافتن شی ردیابی است. پس از یادگیری، کارت تصویر به طور مداوم تصاویر را جمع آوری می کند، ویژگی های ردیابی را استخراج می کند، شناسایی و محاسبه داده ها را انجام می دهد، مقادیر موقعیت داده شده هر مفصل ربات را از طریق سینماتیک معکوس حل می کند و در نهایت محرک انتهایی با دقت بالا را برای تنظیم موقعیت ربات کنترل می کند.

به این ترتیب، سیستم موقعیت یابی بصری، تطابق مبتنی بر ناحیه و تشخیص ویژگی شکل را برای تشخیص و محاسبه داده ها ترکیب می کند و می تواند مرزها و مراکز ویژگی های شی را به سرعت و با دقت شناسایی کند. سیستم کنترل ربات خطای زاویه هر موقعیت مشترک ربات را از طریق راه حل سینماتیک معکوس به دست می آورد و در نهایت محرک انتهایی با دقت بالا را کنترل می کند تا وضعیت ربات را برای رفع این خطا تنظیم کند. این مشکل را حل می کند که موقعیت واقعی انتهای ربات از موقعیت مطلوب فاصله دارد و دقت موقعیت یابی ربات های سنتی را بهبود می بخشد.

3. استخراج ویژگی تصویر

تضاد بین قطعه کار روی میز کار و پس‌زمینه میز کار، تفاوت زیادی در رنگ ایجاد می‌کند، یعنی قطعه کار مشکی تشخیص داده می‌شود و خط مرکزی تصویر مشکی استخراج می‌شود. سیستم اکتساب از این اطلاعات به عنوان یک ویژگی مهم برای شناسایی قطعه کار استفاده می کند.

هنگامی که یک سیستم دید عمومی تصویر قطعه کار را به دست می آورد، به دلیل شرایط مختلف و تداخل نویز نمی تواند مستقیماً در سیستم بینایی استفاده شود. پیش پردازش تصویر مانند تصحیح مقیاس خاکستری و فیلتر نویز باید از طریق تجزیه و تحلیل و تشخیص تصویر انجام شود.