Система технического зрения на основе ПЭС телекамеры и микро-ЭВМ "Электроника-60М" для очувствления промышленных роботов

• Автор: Матвеенко, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .

Глава I. Обзор существующих систем технического зрения

1.1. Основные назначения и требования, предъявляемые к системам технического зрения .

1.2. Варианты технической реализации СТЗ .

1.3. Алгоритмы обработки изображений .

Выводы по главе, постановка цели и задач исследования .

Глава 2. Аппаратурная реализация системы технического зрения на основе ПЗС телекамеры и микроЭШ ЭлектроникабОМ

2.1. Разработка ПЗС телекамеры .

2.2. Разработка устройства ввода видеоинформации УВВИ

2.3. Селекция полезного изображения на фоне

2.4. Анализ точностных характеристик системы технического зрения .
Выводы
Глава 3. Алгоритмическое и программное обеспечение
системы технического зрения
3.1. Построение алгоритмов определения параметров положения одиночных и пространственно разделенных объектов
3.2. Универсальные методы распознавания и определения параметров положения пространственно разделенных объектов
3.3. Алгоритмы обработки изображений с учетом
взаимного перекрытия объектов
Выводы
Глава 4. Система технического зрения как интеллектуальный уровень в иерархии управления роботизированного технологического модуля
4.1. Задачи и основные функции, возлагаемые на СТЗ в иерархической системе управления роботизированного модуля.
4.2. Расчет динамических характеристик СТЗ в
составе роботизированного модуля
4.3. Сопряжение системы технического зрения с технологическим оборудованием модуля
Выводы .
Заключение. Общие выводы
Литература


Техническое воплощение данного решения в виде комплекса средств (роботизированного модуля) предполагает создание нового и использование уже известного технологического оборудования. В первую очередь необходимо разработать систему технического зрения, способную решать задачи распознавания и определения параметров положения деталей в реальных производственных условиях. Целью настоящей работы является исследование и разработка системы технического зрения на основе ПЗС телекамеры и микроЭЕМ "Электроника-6ОМ" для роботизированного технологического модуля, предназначенного для автоматизации процесса разгрузки деталей из бункера (тары). СТЗ с технологическим оборудованием модуля и разработано программное обеспечение СТЗ дая управления однокоординатным ориентатором. Содержание работы изложено в четырёх главах. Б ПЕРВОЙ ГЛАВЕ работы проведен анализ существующих систем технического зрения, рассмотрены варианты их технической реализации и вопросы алгоритмического обеспечения. В настоящее время наиболее распространение получили системы технического зрения построенные по телевизионному принципу. Такие устройства позволяют комплексно решать задачи по распознаванию объектов, идентификации пространственных ситуаций, определению параметров положения объектов и измерению их геометрических размеров. Благодаря наличию в своём составе ЭЕМ, системы технического зрения могут быть оперативно переналажены на новую программу обработки, что удовлетворяет требованиям гибкого автоматизированного производства. Наиболее перспективным вариантом построения СТЗ в настоящее время является использование ПЗС телекамеры и микро-ЭШ. Первичные преобразователи на основе приборов с зарядовой связью обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с видико-нами, фотодиодными и фототранзисторннми матрицами и способны работать в реальных производственных условиях [8,9] * В качестве устройства вторичной обработки целесообразно использовать широко распространённую микро-ЭШ "Электроника-бОМ". Рассмотрены некоторые методы обработки изображений, известные в теории распознавания образов. Однако во многих практических случаях разработчики СТЗ пользуются эвристическими методами. Во-первых, отсутствует формальная процедура задания исходной системы признаков при распознавании изображений, и, во-вторых, во многих конкретных случаях эвристические методы оказываются наиболее эффективными. ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ рассматривается аппаратурная реализация разработанной системы технического зрения. Приводятся её структурные и функциональные схемы. ПЗС телекамера разработана на основе матричного формирователя видеосигнала типа А с числом элементов разложения 8x2 и служит для получения бинарного изображения. Устройство ввода видеоинформации (УЕБИ) состоит из схемы оконтуривания и селекции, схемы кодирования, буферного ОЗУ видеоинформации и программного интерфейса. УВБИ осуществляет предварительную обработку, кодирование и запоминание одного полу-кадра изображения в реальном масштабе времени (за мс). УВБИ выполнено в объёме половины стандартной платы "Электроника-" и размещается на свободной позиции коммутационной панели микроЭШ. Исследованы точносные характеристики СТЗ. Проведен анализ факторов, влияющих на точность передачи изображения ПЗС матричным формирователем. К ним относятся: погрешности за счёт дискретности структуры и погрешности, связанные с физическими процессами накопления и переноса заряда. Даны практические рекомендации по выбору режима работы ПЗС телекамеры. Предложен алгоритм определения параметров положения одиночных и пространственно-разделённых объектов, на примере деталей типа "рычаг". Предложен способ описания контурной линии изображения с помощью дельта-угловой функции (модифицированной функции кривизны). Предложена методика построения универсального алгоритма распознавания одиночных и пространственно-разделённых объектов на основе коррелции дельта-угловых функций изображения и эталона. Предложен алгоритм обработки изображений взаимно-перекрываю-щихся объектов на примере деталей типа "рычаг". В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ рассматриваются вопросы построения системы управления роботизированного технологического модуля.