Существующие системы технического зрения
Создание собственной подсистемы распознавания и идентификации объектов рабочего пространства требует рассмотрения аналогичных систем, поскольку разработки в данной области должны быть направлены на модификацию существующих методов либо на создание совершенно новых методов работы подсистемы в целом. При рассмотрении существующих разработок выявляются характеристики классических методов обработки зрительной информации, их положительные и отрицательные стороны.
Подсистемы подобного класса разрабатываются в большинстве случаев крупными корпорациями для собственных промышленных потребностей. Такие разработки зачастую являются узкоспециализированными. Этот факт представляет собой значительную проблему при портировании подобных систем в условия средних и малых предприятий. На большинстве предприятий до сих пор используются старые модели СТЗ, зарекомендовавшие себя как надёжное средство автоматизации производства.
Одной из достаточно давно разработанной и с успехом применяющейся в робототехнике является СТЗ «Autoview» фирмы British Robotic Systems (Великобритания). Система построена на базе специализированного процессора LSI 11-13, который способен в реальном масштабе времени анализировать изображения размером 256x256 (256 градаций яркости). Алгоритмы работы заключаются на непосредственном взаимодействии захватывающего устройства ПР с распознаваемым объектом, который перемещается перед объективом статически закреплённой камеры, с целью идентификации и дальнейшей обработки объекта. Система в комплексе с СУ ПР обеспечивает позиционирование детали с погрешностью не более ±0,5о. Область применения: участки автоматической сборки изделий. Недостатком системы является статическое расположение камеры, что сказывается на требованиях, предъявляемых к рабочему пространству СТЗ.
Другим применением СТЗ, являются технологические участки сортировки проходящих по конвейеру объектов. СТЗ подобного класса является разработка фирмы Optical Recognition Systems (США). Система используется на участках сортировки пачек сигарет. В системе используется информация о цветовой гамме пачек. Информация поддаётся модифицированному алгоритму гистограммного сглаживания, за счёт которого обеспечивается скоростное выделение краёв объектов, с последующей идентификацией объектов по цветовой гамме.
Применение ПР, оснащённых СТЗ не ограничивается производственными помещениями предприятий. В институте имени Келдыша разработан экспериментальный комплекс, который в реальном времени эмулирует захват космического спутника с помощью манипулятора ПР типа РМ-01. СТЗ является аппаратно-программным комплексом на базе персонального компьютера и двух статически закрепленных видеокамер. В системе используются методы распознавания на основе особых точек объекта. К недостаткам системы следует отнести отсутствие мобильных камер и как следствие высокие технические требования к рабочему пространству ПР.
Наиболее перспективная и многообещающая область применения СТЗ – это зрительное очувствление мобильных роботов. Здесь сказываются отличия мобильных роботов от статически установленных роботов – возможность свободно перемещаться в производственном помещении. Их область применения наиболее обширная: транспортные операции в пределах цеха; подводные, космические, геологические исследовательские работы и др. В таких системах скоростные характеристики СТЗ являются критическими, поскольку она должна обеспечивать распознавание и идентификацию объектов окружающего пространства за время меньшее, чем 1/30 секунды.
Как мы видим, наряду с теоретическими и экспериментальными исследованиями в области ультразвука выполнено много практических работ. Разработаны универсальные и специальные ультразвуковые станки, установки, работающие под повышенным статическим давлением, ультразвуковые механизированные установки для очистки деталей, генераторы с повышенной частотой и новой системой охлаждения, преобразователи с равномерно распределенным полем. Созданы и внедрены в производство автоматические ультразвуковые установки, которые включаются в поточные линии, позволяющие значительно повысить производительность труда.