
- •Література..........................................................................................88 вступ
- •1 Загальні відомості про промислові роботи
- •1.1 Призначення і галузі використання пр.
- •1.2 Попередники пр.
- •Коротка історія розвитку робототехніки.
- •Три закони робототехніки.
- •1.6 Основні технічні показники пр.
- •1.7 Три покоління роботів.
- •2 Механіка промислових роботів
- •2.1 Ступені рухомості і кінематичні пари пр.
- •2.3. Механізми передач пр.
- •Робочі органи і захватні пристрої пр.
- •3 Приводи промислових роботів
- •3.1 Загальні відомості про приводи пр.
- •3.2 Пневматичний привод.
- •3.3 Гідравлічний привод.
- •3.4 Електромеханічний привод.
- •3.5 Крокові електродвигуни.
- •3.6 Вібродвигуни.
- •3.7 Лінійні електродвигуни.
- •4.1 Загальні відомості про системи управління роботами.
- •4.3 Методи автоматичного програмного управління пр.
- •4.5 Циклові програмні пристрої управління пр.
- •4.6 Позиційні та контурні програмні пристрої управління пр.
- •4.6.1 Загальна характеристика счпу.
- •4.6.2 Елементи програмування пчпу.
- •5 Сучасні системи управління промисловими роботами
- •5.1 Склад і структура мікропроцесорної системи управління пр.
- •5.2 Особливості слідкуючих приводів з мікропроцесорним
- •5.4 Загальна схема адаптивного промислового робота.
- •5.5 Проблеми організації адаптивного управління.
- •5.6 Принципи побудови систем управління адаптивними роботами.
- •5.7 Системи інтелектуального управління пр.
- •6 Датчики промислових роботів
- •6.1 Класифікація датчиків промислових роботів.
- •6.2.1 Датчики переміщень
- •6.2.2 Датчики зусилля
- •6.2.3 Датчики моменту обертання і швидкості
- •6.3 Датчики для вимірювання стану навколишнього середовища
- •6.3.1 Тактильні датчики роботів
- •6.3.2 Датчики геометричних величин
- •7 Системи технічного зору промислових роботів
- •7.1 Загальні відомості про системи технічного зору пр.
- •7.2 Узагальнена структурна схема стз.
- •7.3 Телевізійні системи технічного зору.
- •7.4 Алгоритми обробки зображень в стз.
- •7.4.1 Алгоритми попередньої обробки зображення
- •7.4.2 Алгоритми розпізнавання об’єктів
- •7.5 Типові елементи і вузли стз.
- •7.5.1 Джерела оптичного випромінювання
- •7.5.2 Приймачі оптичного випромінювання
- •7.5.3 Передавальні телевізійні трубки і камери
- •8 Роботизовані технологічні комплекси і гнучкі автоматизовані виробництва
- •8.2 Гнучке автоматизоване виробництво і його особливості.
- •8.3 Структура іав (гав).
- •8.4 Класифікація іав (гав).
- •Література
7.4.2 Алгоритми розпізнавання об’єктів
Ідентифікація об'єктів в СТЗ найчастіше проводиться методами порівняння з еталоном. При цьому, як правило, СТЗ вирішує одну з двох задач.
Перша задача полягає в отриманні зображення одного об'єкту і порівнянні його зі всіма еталонами заданого класу. По якнайкращому збігу вибирається еталон і здійснюється ідентифікація об'єкту. Потім, при необхідності, знаходяться параметри його положення і орієнтації.
Друга задача полягає в отриманні зображення декількох об'єктів і почерговому порівнянні їх з еталоном того об'єкту, який необхідно виділити. Після цього обчислюється його положення і орієнтація.
Повний збіг об'єкта з еталоном в просторі вибраних ознак, як правило, не досягається, тому задається допустима відмінність між еталоном і зображенням.
Якщо позначити початкове зображення об'єкта F (i, j), еталона E (i, j), а обчислену відмінність через Т, то процедуру порівняння можна формально записати так
або
Збіг еталона з об'єктом перевіряється за правилом T ≤ D, де D – задана порогова відмінність.
Якщо умова T ≤ D не виконується, то необхідно замінити еталон або перейти до іншого зображення.
При ідентифікації зображень широко користуються графом (або деревом) розпізнавань. Граф розпізнавання по геометричних ознаках представлений на рисунку 7.6. Букви А, В ., Q у вершинах графа позначають операторів, що виділяють певні ознаки зображення.
Наприклад, оператор А проводить ідентифікацію зображення по довжині і висоті описанного прямокутника, оператори В і С – за площею і радіусом
Рис. 7.6 Граф розпізнавання по геометричних ознаках
описаного і вписаного кіл і так далі Цифрами I, II., X – позначені можливі рішення – номери розпізнаваних об'єктів.
Модифікацією методу порівняння зображення з еталоном є кореляційний метод. Він заснований на обчисленні взаємнокореляційної функції між еталоном і зображенням. При цьому, чим більше значення функції взаємної кореляції, тим з більшою вірогідністю еталон співпаде із зображенням. Формулу для обчислення взаємнокореляційної функції R можна представити у вигляді
Під параметрами положення об'єкту зазвичай розуміється (для зображення на площині) два значення координат його центру мас і кут нахилу осі симетрії об'єкту до однієї з координатних осей.
7.5 Типові елементи і вузли стз.
7.5.1 Джерела оптичного випромінювання
Основними типами джерел випромінювання, використовуваних в СТЗ роботів, є лампи розжарювання, газорозрядні лампи, світлодіоди і лазери. Крім того, у ряді практичних застосувань використовується випромінювання природних джерел, найчастіше пряме, відбите і розсіяне сонячне випромінювання. Іноді використовується власне випромінювання спостережуваного об'єкту, наприклад, в СТЗ зварювальних роботів свічення розплаву або зварювального шва.
Лампи розжарювання знайшли широке застосування як джерела випромінювання для СТЗ, що працюють у видимій і ближній інфрачервоній областях спектру. Основними достоїнствами ламп розжарювання з погляду їх застосування в СТЗ роботів є достатньо широкий спектр випромінювання, простота і надійність схем включення, хороша конструктивна сумісність з іншими елементами СТЗ. До недоліків ламп розжарювання слід віднести відносно великі розміри і масу, недостатній термін служби, трудність модуляції світлового потоку за рахунок зміни живлячої напруги (теплова інерція ниток накалювання ламп велика).
Широке застосування в робототехніці знайшли газорозрядні люмінесцентні лампи. Основними перевагами люмінесцентних ламп в порівнянні з лампами розжарювання є їх висока світлова віддача, що перевищує в 5,6 разів світловіддачу ламп розжарювання.
В якості джерел ультрафіолетового випромінювання, які використовуються, наприклад, в СТЗ роботів для контролю якості виробів, застосовуються ртутні лампи високого і понад високого тиску.
Напівпровідникові світлодіоди і інфрачервоні випромінюючі діоди характеризуються малими розмірами і масою, високою стійкістю до механічних навантажень, мають значний термін служби (104…105 год.), високу швидкодію. Малі розміри і низькі рівні розсіюваної потужності, дозволяють використовувати світлодіоди як джерела випромінювання, вмонтовувані в елементи захватних пристроїв робота. Можлива модуляція випромінювання світлодіодів, як дискретними, так і аналоговими сигналами.
Як джерела направленого, монохроматичного, когерентного випромінювання в СТЗ роботів використовують твердотільні і напівпровідникові (рідше газові) лазери. Поки малий ККД більшості лазерних випромінювачів, а розміри і маса як самих лазерів, так і їх блоків живлення залишаються все ще порівняно великими (за винятком малопотужних напівпровідникових лазерів). Проте ряд їх достоїнств, і перш за все високі когерентні властивості випромінювання, роблять застосування цих джерел випромінювання в СТЗ роботів вельми привабливими.