Görsel sistemler—nasıl çalışırlar ve nasıl çalışırlar
Robotlar insanlar gibi canlı organizmalar olmadıkları için gözleri ve beyinleri yoktur ve görsel bilgileri alabilmeleri için görsel sistemler adı verilen özel teknik duyusal cihazlara ihtiyaçları vardır.
Görsel sistemler izin verir robotlar çalışma nesnelerinin ve sahnelerinin görüntülerini alın, bunları bir dizi dijital cihaz kullanarak dönüştürün, işleyin ve yorumlayın, böylece robot aktüatör daha sonra bu verilere göre işi yeterince gerçekleştirebilir.
Çok hassas sistemlerle karşılaştırıldığında, bir robotun normal çalışması için %90'a kadar görsel bilgiyi iletebilen görüş sistemleridir. Böylece, yapay görme uygulama sorunu birkaç adımda çözülür: bilgi alınır, işlenir, ardından bölümlere ayrılır ve tanımlanır, ardından tanınır ve yorumlanır.
Dijital görüntü biçiminde sağlanan orijinal bilgiler önceden işlenir, parazit giderilir, bir sahnenin veya nesnenin tek tek öğelerinin görüntü kalitesi iyileştirilir.Bilgi daha sonra bölümlere ayrılır - sahne koşullu olarak, her biri tanınabilen ayrı öğeler olarak tanınan bölümlere ayrılır ve ardından ilgilenilen nesneler vurgulanır.
Seçilen nesneler, bilgi dizileriyle açıklanan karakteristik parametrelerle incelenir, böylece gerekli nesneleri parametrelerle seçmek mümkündür. Gerekli nesneler program kullanılarak işaretlenir ve tanımlanır. Son olarak, tanımlanan nesneler, bir veya daha fazla tanınabilir nesne grubuna ait olarak yorumlanır ve işaretlenir, ardından görsel görüntüleri oluşturulur.
Teknik görüş sisteminde görüntü bilgisi optoelektronik dönüştürücüler ve video sensörler yardımıyla elektrik sinyalleri şeklinde sunulur. Bu aslında birincil bir dönüşümdür. Genellikle görüntü bir optik kamera, hassas bir eleman, bir tarama cihazı kullanılarak okunur ve ardından sinyal yükseltilir.
Bu şekilde elde edilen bilgiler hiyerarşik olarak işlenir. İlk olarak, görüntü video işlemciler tarafından işlenir. Burada anahtar parametre, onu oluşturan nokta kümesinin koordinatları tarafından belirlenen görüntünün taslağıdır. Ayrıca sistemin bir parçası olan bilgisayar robot için kontrol sinyalleri üretmektedir.
Video sensörler, bilgilerin yüksek frekansta ve minimum kayıpla iletildiği optik kablolar gibi özel kablolar kullanılarak görüş sisteminin diğer bölümlerine bağlanır.
Video sensörlerinin kendileri noktasal, tek boyutlu veya iki boyutlu algılama elemanlarına sahip olabilir.Noktaya duyarlı elemanlar, nesnenin küçük parçalarından görünür radyasyon alabilir ve tam bir raster görüntü elde etmek için düzlem boyunca tarama yapmak gerekir.
Tek boyutlu sensörler daha karmaşıktır, tarama sırasında nesneye göre hareket eden bir dizi nokta elemanından oluşurlar. 2B öğeler, temelde ayrık nokta öğelerinin bir matrisidir.
Optik sistem, sensörün kapsadığı çalışma alanının boyutu önceden belirlenerek, hassas öğeye bir görüntü yansıtır. Optik sistem, mercekten özneye olan mesafe değiştikçe gelen ışık miktarını ve odak netliğini ayarlamak için ayarlanabilir bir diyafram merceğine sahiptir.
Katı hal transdüserlerinden vidicon vakumlu tüp tabanlı televizyon kameralarına kadar çeşitli optoelektronik cihazlar video sensörleri olarak işlev görebilir. Teknik vizyonun temeli, yapay zekaya başvurmaya gerek kalmadan bu sensörlerden gelen bilgilerin algılanması ve ön işlenmesidir.
Bu, sistemin en düşük seviyesidir. Sırada analiz, açıklama ve tanıma var - burada modern bilgisayarlar ve karmaşık algoritmik yazılımlar kullanılıyor - orta seviye. En üst seviye zaten yapay zeka.
Pratikte endüstriyel robotlarda düz görüntüler ve basit şekillere sahip nesnelerle yeterli kalitede çalışma sağlayan birinci nesil görüş sistemleri yaygındır. Parçaları tanımak, sıralamak ve yerleştirmek, parçaların boyutlarını kontrol etmek, bunları bir çizimle karşılaştırmak vb. için kullanılırlar.
Bir görüntü sisteminin tipik bir uygulaması şuna benzer. Parçaların bulunduğu robotun çalışma alanı lambalarla aydınlatılıyor.Çalışma alanının üzerinde, video bilgilerinin kabloyla teknik görüş sisteminin ana birimine beslendiği bir gözlem mobil TV kamerası vardır.
Ana üniteden bilgi (işlenmiş halde) robot kontrol ünitesine beslenir. Cihaz, teknik görüş sisteminin yazılımından alınan bilgilere sıkı sıkıya bağlı olarak parçaların tasnifini, kaplarda düzenli bir şekilde paketlenmesini gerçekleştirir.
Günümüzde aktif olarak geliştirilmekte olan, ikinci ve üçüncü nesil sistemlere dayalı akıllı ve uyarlanabilir robotlar, üç boyutlu görüntüler ve daha karmaşık nesnelerle çalışabilme, daha doğru ölçümler yapma ve nesneleri daha dikkatli ve hızlı tanıma yeteneğine sahiptir.
Günümüzde bilimsel ve teknik araştırmanın ana yönü, robotik kullanımı giderek artan bir talep ve alanı olduğundan, görüş sistemlerinin ve yazılımlarının ve bunların algoritmik desteğinin geliştirilmesi, özel bilgisayarların yanı sıra temelde yeni görüş sistemlerinin oluşturulmasıdır. endüstriyel uygulama sürekli genişlemektedir.
Bugün, robotlara mümkün olduğu kadar çok dış bilgi iletebilen, robotlar için daha gelişmiş hassas cihazlar geliştirilmektedir. Karmaşık sensörlerin prensip olarak sahneleri ve görüntüleri bir bütün olarak algılayabildiği artık açıktır, bu da gelecekte robotların ek dış uyaranlar olmadan çalışma alanı alanında bağımsız olarak amaçlı eylemler oluşturabilecekleri anlamına gelir.
Ayrıca bakınız:Yapay görme nedir ve nasıl yardımcı olabilir?