Системы технического зрения для робота-манипулятора

Оглавление 2
Введение 3
Постановка задач 5
1. Алгоритм работы системы технического зрения 6
1.1. Поиск карты глубины на снимке 6
1.2. Определение углов разворота объекта 9
1.2.1.Определение углов на СТЗ 9
1.2.2. Определение границ объекта 11
1.2.3. Определение углов поворота 12
1.3. Система работы СТЗ 14
2. Практическое применение 16
2.1. Архитектура системы СТ3 16
2.2. Подбор оборудования 19
2.3. Проверка системы 21
2.3.1 Прорисовка карты глубины 22
2.3.2. Определение углов разворота 24
Выводы 27
Заключение 29
Список литературы 30

Весь текст будет доступен после покупки

Роботы приобрели значительное влияние на различные сферы нашей жизни, проникая во множество отраслей и сфер деятельности. Однако, несмотря на их впечатляющий прогресс, современные роботы не идеальны и требуют усовершенствования. Одно из главных ограничений существующих роботов - отсутствие полноценного восприятия окружающего мира. Подобно людям, роботы нуждаются в органах чувств, позволяющих им получать информацию о физическом мире, чтобы адекватно взаимодействовать с ним.
Дистанционное управление роботами сопряжено с уникальными сложностями, которые не встречаются при непосредственном взаимодействии с объектом. Эти трудности можно разделить на несколько основных категорий: задержка сигнала, разрыв связи, трудности в управлении, малое количество информации, получаемой по обратной связи [1]. Эти особенности, несомненно, способны сильно усложнить работу человека, управляющего роботом.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алгоритм работы системы технического зрения

Для взаимодействия робота-манипулятора с объектами сложной геометрии необходимо определить координаты x, y, z и углы поворота ??, ??, ??, а также допустимые положения инструмента, которым трудится робот-манипулятор, удобные для работы с объектом.
Эта задача может быть представлена двумя подзадачами:
1. Нахождение координат ??, ??, ?? и соответствующих им Декартовых координат x, y, z поисковой точки на объекте.
2. Нахождение углов ??, ??, ??, на которые повернут объект относительно СТЗ, прикрепленной на инструменте робота.

1.1. Поиск карты глубины на снимке

ПЗС-камеры, которые используются в СТЗ, программируются с помощью модели проективной камеры (рис. 1) [12].
Вектор OC’ идет перпендикулярно плоскости cxpyp, которая определяется расположением матрицы камеры ABCD в пространстве Oxyz и пересекает c (серединная точка матрицы). Используя фокусное расстояние на камере – f (равное длине Oc), положение точки m на плоскости cxpyp – m = {xpm, ypm} и ?? = {????, ????} – физический размер пикселя по осям xp и yp, мы можем расчитать углы поворота ?? и ?? для поиска вектора ОМ:

Весь текст будет доступен после покупки

1. Кулаков Ф. М., Копирующее и супервизорное управление роботами при большом запаздывании сигналов управления и обратной связи. Часть I // Робототехника и техническая кибернетика. 2016. № 1 (10). C. 55–61.
2. Кулаков Ф. М., Алферов Г. В., Смирнов Е. Н., Управление роботами, очувствленными по усилиям // Проблемы механики и управления: Нелинейные динамические системы. 1996, №28. С. 6.
3. Rebecq H., Gallego G., Scaramuzza D. EMVS: Event-based Multi-View Stereo // British Machine Vision Conference (BMVC), York, 2016. P.18.
4. Artigas J., Ryu J., Preusche C., Hirzinger G. Network representation and passivity of delayed teleoperation systems // IEEE IROS, 2011. P. 177– 183.
5. Artigas J., Riecke C., Weber B., Stelzer M., Balachandran R., Schaetzle S., Bayer R., Steinmetz M., Voegl J., Brunner B., Albu-Schaeffer A., Guk M., Zaborovskyi V., Kondratiev A., Muliukha V., Silinenko A., Shmakov O. Force-feedback teleoperation of on-ground robots from the international space station in the frame of the «KONTUR-2» experiment // Extreme robotics. Proceedings of the International Scienti?c and Technological Conference. Saint-Petersburg: «AP4Print». 2016. P. 50-56.
6. Кулаков Ф.М., Копирующее и супервизорное управление роботами при большом запаздывании сигналов управления и обратной связи. Часть II // Робототехника и техническая кибернетика. 2016. № 2 (11). С. 29-38.
7. Кулаков Ф.М., Алферов Г.В., Нечаев А.И., Чернакова С.Э. Информационные системы виртуальной реальности в мехатронике и робототехнике. Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2009. 168с.
8. Gorbunov V. I., Kulakov F. M. Project of vision system for remote controlled space robots // Extreme robotics. Proceedings of the International Scienti?c and Technological Conference. Saint-Petersburg:
«AP4Print». 2016. P. 276-281.
9. Горбунов В. И., Моисеев О. С. Система копирующего управления роботом-манипулятором // Сборник трудов XLVIII Международной научной конференции аспирантов и студентов «Процессы управления и устойчивость» Control Processes and Stability (CPS'17) ISSN 2313- 7304, 2017. in print.

Весь текст будет доступен после покупки