시각 시스템 - 작동 방식 및 작동 방식
로봇은 인간과 같은 살아있는 유기체가 아니기 때문에 눈과 뇌가 없으며 시각 정보를 받기 위해서는 시각 시스템이라는 특수한 기술 감각 장치가 필요합니다.
시각 시스템은 허용 로봇 작업 개체 및 장면의 이미지를 수신하고 일련의 디지털 장치를 사용하여 변환, 처리 및 해석하여 로봇 액추에이터가 이 데이터에 따라 적절하게 작업을 수행할 수 있도록 합니다.
매우 민감한 시스템에 비해 로봇이 정상적으로 작동할 수 있도록 최대 90%의 시각적 정보를 로봇에 전달할 수 있는 비전 시스템입니다. 따라서 머신 비전을 구현하는 문제는 여러 단계로 해결됩니다. 정보를 수신, 처리, 분할 및 설명, 인식 및 해석합니다.
디지털 이미지 형태로 제공되는 원본 정보는 사전 처리되고 노이즈가 제거되며 장면 또는 개체의 개별 요소 이미지 품질이 향상됩니다.그런 다음 정보가 분할됩니다. 장면은 각각 인식할 수 있는 별도의 요소로 인식되는 부분으로 조건부로 분할된 다음 관심 대상이 강조 표시됩니다.
선택된 객체는 정보 배열로 기술된 특징적인 매개변수에 의해 검사되므로, 추가로 매개변수에 의해 필요한 객체를 선택할 수 있습니다. 필요한 개체는 프로그램을 사용하여 표시 및 식별됩니다. 마지막으로, 식별된 객체는 하나 또는 다른 인식 가능한 객체 그룹에 속하는 것으로 해석되고 표시되며, 그 후에 시각적 이미지가 설정됩니다.
기술 비전 시스템에서 이미지 정보는 광전자 변환기 및 비디오 센서의 도움을 받아 전기 신호의 형태로 제공됩니다. 이것은 기본적으로 기본 변환입니다. 일반적으로 이미지는 광학 카메라, 민감한 요소, 스캐닝 장치를 사용하여 읽은 후 신호가 증폭됩니다.
이렇게 얻은 정보는 계층적으로 처리됩니다. 첫째, 이미지는 비디오 프로세서에 의해 처리됩니다. 여기서 핵심 매개변수는 이미지를 구성하는 점 집합의 좌표로 설정되는 이미지의 윤곽선입니다. 또한 시스템의 일부인 컴퓨터는 로봇에 대한 제어 신호를 생성합니다.
비디오 센서는 광 케이블과 같은 특수 케이블을 사용하여 비전 시스템의 다른 부분에 연결되어 정보가 고주파로 전송되고 손실이 최소화됩니다.
비디오 센서 자체는 점, 1차원 또는 2차원 감지 요소를 가질 수 있습니다.점에 민감한 요소는 물체의 작은 부분에서 가시 광선을 받을 수 있으며 전체 래스터 이미지를 얻으려면 평면을 따라 스캔해야 합니다.
1차원 센서는 더 복잡하며 스캔하는 동안 물체에 대해 움직이는 일련의 점 요소로 구성됩니다. 2D 요소는 본질적으로 불연속 점 요소의 행렬입니다.
광학 시스템은 민감한 요소에 이미지를 투사하며 센서가 다루는 작업 영역의 크기는 미리 결정됩니다. 광학 시스템에는 조정 가능한 조리개 렌즈가 있어 렌즈에서 피사체까지의 거리가 변함에 따라 들어오는 빛의 양과 초점 선명도를 조정합니다.
솔리드 스테이트 트랜스듀서에서 비디콘 진공관 기반 텔레비전 카메라에 이르기까지 다양한 광전자 장치가 비디오 센서 역할을 할 수 있습니다. 기술 비전의 기초는 인공 지능에 의존할 필요 없이 이러한 센서의 정보를 인식하고 사전 처리하는 것입니다.
이것은 시스템의 가장 낮은 수준입니다. 다음은 분석, 설명 및 인식입니다. 여기서는 현대 컴퓨터와 복잡한 알고리즘 소프트웨어가 사용됩니다-중간 수준입니다. 최고 수준은 이미 인공 지능입니다.
거의 산업용 로봇에서 1세대 비전 시스템이 널리 보급되어 평면 이미지와 단순한 형태의 물체로 적절한 작업 품질을 제공합니다. 부품 인식, 정렬 및 배치, 부품 치수 확인, 도면과 비교 등에 사용됩니다.
비전 시스템의 일반적인 구현은 다음과 같습니다. 부품이 있는 로봇의 작업 영역은 램프로 조명됩니다.작업 영역 위에는 비디오 정보가 케이블을 통해 기술 비전 시스템의 기본 장치로 공급되는 관찰용 모바일 TV 카메라가 있습니다.
본체에서 정보(처리된 형태)가 로봇 제어 장치로 공급됩니다. 이 장치는 기술 비전 시스템의 소프트웨어에서 받은 정보에 따라 부품을 정렬하고 컨테이너에 순서대로 포장합니다.
현재 2세대 및 3세대 시스템을 기반으로 활발하게 개발되고 있는 지능형 및 적응형 로봇은 3차원 이미지 및 보다 복잡한 물체를 다룰 수 있어 보다 정확한 측정을 수행하고 보다 신중하고 신속하게 물체를 인식할 수 있습니다.
오늘날 과학 및 기술 연구의 주요 방향은 비전 시스템 및 소프트웨어의 개선 및 알고리즘 지원, 특수 컴퓨터 생성 및 근본적으로 새로운 비전 시스템입니다. 산업 구현은 지속적으로 확장되고 있습니다.
오늘날 로봇에 가능한 한 많은 외부 정보를 전송할 수 있는 보다 진보된 로봇용 감지 장치가 개발되고 있습니다. 이제 복잡한 센서가 원칙적으로 장면과 이미지를 전체적으로 인식할 수 있다는 것이 분명해졌습니다. 이는 미래에 로봇이 추가적인 외부 자극 없이 작업 공간에서 독립적으로 의도적인 행동을 형성할 수 있음을 의미합니다.
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