Основы мехатроники и робототехники
жүктеу/скачать 3,35 Mb. Pdf көрінісі
|
Sholanov 1
| x
f Здесь x,y –координаты , f(x,y) – величина пропорциональная яркости. Каждый элемент системы называется пикселем. Для машинной обработки зрительной информации используются алгоритмы дифференцирования (обьемного дифференцирования) и сглаживания функции освещенности. В результате получается вектор градиента освещенности. После этого выделяются точки принадлежащие контуру, производится сегментация контура, подгонка линий, поиск вершин и, наконец, дается описание контурного рисунка. Существуют и другие приемы выделения контура. В дальнейшем в соответствии с алгоритмом производится анализ сцены представленной в виде описания контурного рисунка. Этот процесс, называемый грамматическим разбором, направлен на то, чтобы определить число и вид тел, отношения, в которых они находятся и их пространственные характеристики. Анализ сцены может осуществляться сравнением полученного изображения с шаблоном. В результате устанавливается истинное положение обьекта. В качестве примера можно привести роботизированный участок с интеллектуальным роботом. На рис.3.1 показан робот, имеющий два многозвенных манипулятора 5 и 10. На схвате манипулятора 5 установлено 19 тактильных датчиков (датчиков давления), а на схвате манипулятора 10 таких датчиков - 20. Для управления в блок сенсорных датчиков входят 8 телекамер технического зрения (1-4,6-9), из которых одна под номером 8 – подвижная, установлена на схвате. Камеры 1-4,8 используются для обнаружения и распознавания деталей. Информация, снимаемая с тактильных датчиков и 28 телекамер поступает на 2 микроЭВМ 14 и 17. Эти компьютеры выполняют анализ и переработку информации в реальном масштабе времени. Рис.3.1.Роботизированный участок Время обработки одного телевизионного кадра определяется частотой работы телекамеры и не превышает 1/60 с. Управление двигателем осуществляется от компьютеров через усилитель мощности, установленный в стойке питания 16. МикроЭВМ 17 обеспечивает распознавание деталей. Для обеспечения требуемой освещенности имеется источник питания 13 с регулирующим устройством 12. После распознавания детали определяется ее ориентация путем сравнения с эталоном. После этого планируется движение и начинается движение манипулятора для захвата детали. МикроЭВМ преобразует координаты и управляет действиями манипулятора, решая задачи управления на исполнительном уровне. Для синхронизации работы микроЭВМ использовано устройство 15. Основные моменты распознавания обьекта 29 показаны на рис. 3.3. Здесь в кадре 1 показан вид и расположение деталей, снятый с камеры. Рис.3.3. Этапы распознавания Для обработки изображений поступивших с камеры аналого-цифровой преобразователь использует 256х256 точек. Яркость изображения в каждой точке переводится в двоичный код. В кадре II изображен видеосигнал эталонного изображения. После обьемного дифференцирования изображение получило вид изображенный на кадре III, а после фильтрации получен кадр IV. В кадре V показан эталон, который сравнивается с отдельным изображением детали на кадре VI. Совпадение их свидетельствует о правильности выбора детали и об ориентации детали. После этого планируется движение и подается сигнал захвата детали рабочим органом манипулятора. 3.2.2. Планирование движения на стратегическом уровне управления На стратегическом уровне система управления осуществляет планирование движения для принятия решения о ходе дальнейших действий. Построение решений в этом случае также базируется на методах теории искусственного интеллекта. Рис.3.4.Исходная схема 30 После того, как осуществлена идентификация окружающей среды, задача СУ направлена на то, чтобы осуществить определенные целенаправленные действия. При этом действия МС заключаются в том, чтобы преобразовать пространство среды из некоторого первоначального состояния в другое. Решение постав- ленной перед СУ задачи осуществляется разными способами. Наиболее простым является продвижение к цели методом последовательного перебора. Для перебора различных вариантов используются графы. Рассмотрим простейшую задачу (ФУ), в котором рассматривается рабочее пространство состоящее из поверхности Т и трех плоских обьектов А, В и С (рис.3.4). В начальном состоянии объекты А и В находятся на поверхности Т, а объект С расположен сверху А. Рис.3.5.Граф последовательности действий Необходимо прообразовать пространство состоянии так, чтобы обьект С располагался на Т, В на С, а А на В. При этом МУ может использовать единственный оператор MOVE (двигать) X от Y к Z. Для применения оператора необходимо чтобы на обьектах X , Z сверху не было, других обьектов. Обозначив через дугу графа операторы MOVE(X,Y,Z) действий над состоянием, а состояния в виде вершин, строится граф поиска требуемого пространства состояний (рис3.5). Из рис. 3.5 следует, что решение сотоит в нахождении на графе кратчайшего пути состоящей из последовательности дуг (операторов): MOVE(C,A,T), MOVE(B,T,C), MOVE(A,T,B). Аналитически задачу планирования на стратегическом и на тактическом уровне можно представить в виде позиционной задачи управления [12]. Эта задача формируется следующим образом. Пусть состояние МС описывается пространством жүктеу/скачать 3,35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|