Robot Vision: Komplexná analýza princípov, komponentov a aplikácií
V dnešnej dobe rýchleho technologického rozvoja sa technológia robotického videnia postupne stáva jednou z kľúčových technológií v oblasti automatizácie. Podľa údajov dosiahla veľkosť globálneho trhu mechanického videnia v roku 2021 11,4 miliardy dolárov a do roku 2022 sa očakáva, že toto číslo vzrastie na 12 miliárd dolárov, čo naznačuje nepretržitý stúpajúci trend. To naznačuje, že technológii robotického videnia sa celosvetovo venuje čoraz väčšia pozornosť a jej uplatnenie.
1, Vizuálny projekt
Základné funkcie
Rozpoznávanie: Funkcia rozpoznávania zahŕňa najmä identifikáciu charakteristík cieľového objektu, ako je jeho vzhľad. Spomedzi nich sú presnosť a rýchlosť rozpoznávania čiarových kódov dôležitými ukazovateľmi na meranie schopnosti rozpoznávania.
Meranie: Funkcia merania dokáže získať jednotku veľkosti obrázka a presne vypočítať geometrické rozmery cieľového objektu na obrázku. Vysoká presnosť a komplexné meranie tvaru sú výhody strojového videnia v tejto funkcii.
Lokalizácia: Lokalizácia je v súčasnosti široko používaná oblasť, ktorá dokáže získať dvoj{0}}a trojrozmerné{1}}informácie o polohe cieľov, pričom hlavnými ukazovateľmi merania sú presnosť a rýchlosť.
Detekcia: Detekčné pole predstavuje 50 % funkcií strojového videnia a implementácia výpočtov je náročná. Ide predovšetkým o detekciu vzhľadu po-zostavení a detekciu defektov vzhľadu.
Aplikačné scenáre
Strojové videnie kombinované s priemyselnými robotmi sa používa najmä na vedenie pohybu robotov. Špecifické scenáre možno rozdeliť na uchopenie, detekciu a spracovanie atď. Kategóriu uchopenia možno ďalej rozdeliť na aplikácie, ako je nakladanie a vykladanie, paletizácia, triedenie atď. Kategória procesov zahŕňa hlavne scenáre aplikácií, ako je lepenie, leštenie, zváranie atď., a je zameraná hlavne na uchopenie.
2, Zloženie a princípy zrakového systému
a. Zloženie systému
Vizuálna kamera: Jej hlavnou funkciou je snímanie obrázkov a zhromažďovanie obrazových informácií.
Svetelný zdroj: Poskytnite stabilnú scénu svetelného zdroja pre vizuálny systém, aby robot mohol získať jasnejšie obrázky.
Počítačový hardvér: vrátane CPU, pamäte, pevného disku atď., ktorý je zodpovedný hlavne za spracovanie obrázkov, výpočty algoritmov a ukladanie.
Roboty: Prijímajte vizuálne údaje, získavajte fyzické súradnice a vykonávajte automatizované výrobné úlohy na základe vizuálnych pokynov.
Mechanické zariadenie: vrátane prípravkov, dopravných pásov, zdvíhacích sedadiel a iných periférií, hlavnou funkciou je pomáhať robotovi pri dokončovaní fyzických operácií.
b. Klasifikácia systému
Monokulárne videnie: Ide o bežne používaný vizuálny systém, ktorý využíva jedinú priemyselnú kameru na získavanie obrazu, zvyčajne dokáže zachytiť iba dvojrozmerné snímky, a je široko používaný v oblasti inteligentných robotov. Kvôli problémom s presnosťou obrazu a stabilitou dát je však často potrebné spolupracovať s inými typmi snímačov.
Binokulárne videnie: pozostáva z dvoch kamier, využíva princíp triangulácie na získanie informácií o hĺbke scény a dokáže rekonštruovať trojrozmerný tvar a polohu okolitých objektov. Princíp je podobný ako u ľudského oka a je pomerne jednoduchý.
Viacnásobné videnie: Použitím viacerých kamier možno zmenšiť slepé uhly a znížiť pravdepodobnosť chybnej detekcie. Je široko používaný v oblasti montáže priemyselných robotov a dokáže presne identifikovať a lokalizovať meraný objekt, čím zlepšuje inteligenciu a presnosť polohovania montážnych robotov.
c. Princíp zobrazovania
Vizuálne zobrazovanie hlavne prevádza detekovaný objekt na obrazový signál založený na zariadeniach na získavanie obrazu (CMOS a CCD) a prenáša ho do špeciálneho systému na spracovanie obrazu. Preveďte informácie o jase a farbe distribúcie pixelov na digitálne signály. Systém spracovania obrazu extrahuje vlastnosti cieľa na základe týchto signálov, ako je plocha, množstvo, poloha, dĺžka atď., a výstupy výsledkov podľa vopred nastavenej tolerancie a iných podmienok vrátane veľkosti, uhla, počtu, kvalifikovaného/nekvalifikovaného, prítomnosti/neprítomnosti atď., aby sa dosiahla funkcia automatického rozpoznávania, a potom na základe výsledkov diskriminácie riadi činnosť zariadenia na mieste-.
3. Rozdiel medzi CCD a CMOS
CCD kamery používajú CCD na konverziu optických obrazov na digitálne signály na prenos. Snímače na spracovanie obrazu CCD využívajú jeden alebo niekoľko výstupných uzlov na čítanie signálu s dobrou konzistenciou prenosu a schopnosťou čítať celú obrazovú informáciu. Je však potrebné zosilniť šírku pásma výstupného signálu, čo má za následok vysokú spotrebu energie.
Kamery CMOS používajú CMOS na konverziu optických obrazov na digitálne signály na prenos, pričom na prenos používajú jeden pixel, čím je možné dosiahnuť zosilnenie signálu o jednom pixeli a extrémne vysokú rýchlosť skenovania obrazu, ale existujú chyby v konzistencii signálu.
Aplikácia technológie robotického videnia v oblasti automatizácie sa neustále rozširuje a prehlbuje. Z rôznych aspektov, ako je rast veľkosti trhu, rozmanitosť funkcií, zložitosť zloženia systému a vedecký charakter princípov zobrazovania, bude táto technológia v budúcnosti nepochybne zohrávať dôležitejšiu úlohu v mnohých oblastiach, ako je priemyselná výroba a inteligentné roboty.