Sistem visual—cara kerjanya dan cara kerjanya

Karena robot bukanlah organisme hidup seperti manusia, mereka tidak memiliki mata dan otak, dan untuk menerima informasi visual, mereka memerlukan alat sensorik teknis khusus yang disebut sistem visual.

Sistem visual memungkinkan robot menerima gambar objek dan pemandangan kerja, mengubah, memproses, dan menafsirkannya menggunakan seperangkat perangkat digital, sehingga aktuator robot kemudian, sesuai dengan data ini, dapat melakukan pekerjaan secara memadai.

Dibandingkan dengan sistem yang sangat sensitif, sistem penglihatanlah yang mampu mengirimkan hingga 90% informasi visual ke robot agar berfungsi normal. Dengan demikian, masalah penerapan visi mesin diselesaikan dalam beberapa langkah: informasi diterima, diproses, kemudian disegmentasikan dan dijelaskan, kemudian dikenali dan ditafsirkan.

Informasi asli yang diberikan dalam bentuk gambar digital diproses sebelumnya, noise dihilangkan darinya, kualitas gambar dari elemen individual dari suatu adegan atau objek ditingkatkan.Informasi tersebut kemudian disegmentasi — adegan dibagi secara kondisional menjadi bagian-bagian yang dikenali sebagai elemen terpisah, yang masing-masing dapat dikenali, dan kemudian objek yang menarik disorot.

Objek yang dipilih diperiksa oleh parameter karakteristik, yang dijelaskan dengan array informasi, sehingga lebih jauh dimungkinkan untuk memilih objek yang diperlukan berdasarkan parameter. Objek yang diperlukan ditandai dan diidentifikasi menggunakan program. Akhirnya, objek yang teridentifikasi ditafsirkan dan ditandai sebagai milik satu atau kelompok lain dari objek yang dapat dikenali, setelah itu gambar visualnya dibuat.

Dalam sistem penglihatan teknis, informasi gambar dengan bantuan konverter optoelektronik dan sensor video disajikan dalam bentuk sinyal listrik. Ini pada dasarnya adalah transformasi utama. Biasanya gambar dibaca menggunakan kamera optik, elemen sensitif, perangkat pemindaian, setelah itu sinyal diperkuat.

Informasi yang diperoleh diproses secara hierarkis. Pertama, gambar diproses oleh prosesor video. Di sini, parameter kuncinya adalah garis besar gambar, yang diatur oleh koordinat kumpulan titik yang membentuknya. Selain itu, komputer yang merupakan bagian dari sistem menghasilkan sinyal kontrol untuk robot.

Sensor video dihubungkan ke bagian lain dari sistem penglihatan menggunakan kabel khusus, seperti kabel optik, yang melaluinya informasi ditransmisikan pada frekuensi tinggi dan dengan kerugian minimal.

Sensor video itu sendiri dapat memiliki elemen penginderaan titik, satu dimensi, atau dua dimensi.Elemen peka titik mampu menerima radiasi yang terlihat dari bagian kecil objek, dan untuk mendapatkan gambar raster penuh, perlu memindai sepanjang bidang.

Sensor satu dimensi lebih kompleks, terdiri dari garis elemen titik yang bergerak relatif terhadap objek selama pemindaian. Elemen 2D pada dasarnya adalah matriks elemen titik diskrit.

Sistem optik memproyeksikan gambar ke elemen sensitif, ukuran area kerja yang dicakup oleh sensor ditentukan sebelumnya. Sistem optik memiliki lensa apertur yang dapat disesuaikan untuk menyesuaikan jumlah cahaya yang masuk dan ketajaman fokus saat jarak dari lensa ke subjek berubah.

Berbagai perangkat optoelektronik dapat bertindak sebagai sensor video, dari transduser solid-state hingga kamera televisi berbasis tabung vakum vidicon. Dasar dari visi teknis adalah persepsi dan pra-pemrosesan informasi dari sensor ini, tanpa perlu menggunakan kecerdasan buatan.

Ini adalah level terendah dari sistem. Berikutnya adalah analisis, deskripsi, dan pengenalan - di sini komputer modern dan perangkat lunak algoritmik kompleks digunakan - tingkat menengah. Level tertinggi sudah menjadi kecerdasan buatan.

Praktis dalam robot industri sistem penglihatan generasi pertama tersebar luas, memberikan kualitas pekerjaan yang memadai dengan gambar datar dan objek dengan bentuk sederhana. Mereka digunakan untuk mengenali, menyortir dan menempatkan bagian, memeriksa dimensi bagian, membandingkannya dengan gambar, dll.

Implementasi tipikal dari sistem visi terlihat seperti ini. Area kerja robot, tempat bagian-bagiannya berada, diterangi dengan lampu.Di atas area kerja terdapat kamera TV seluler observasi, dari mana informasi video disalurkan melalui kabel ke unit utama sistem penglihatan teknis.

Dari unit utama, informasi (dalam bentuk olahan) diumpankan ke unit kontrol robot. Perangkat melakukan penyortiran suku cadang, pengemasannya yang teratur dalam wadah sangat sesuai dengan informasi yang diterima dari perangkat lunak sistem visi teknis.

Robot cerdas dan adaptif yang secara aktif dikembangkan saat ini, berdasarkan sistem generasi kedua dan ketiga, mampu bekerja dengan gambar tiga dimensi dan objek yang lebih kompleks, melakukan pengukuran yang lebih akurat, dan mengenali objek dengan lebih cermat dan cepat.

Arah utama penelitian ilmiah dan teknis saat ini adalah peningkatan sistem penglihatan dan perangkat lunak serta dukungan algoritmiknya, pembuatan komputer khusus, serta sistem penglihatan baru yang fundamental, karena penggunaan robotika semakin diminati dan bidangnya implementasi industri terus berkembang.

Saat ini, perangkat sensitif yang lebih canggih untuk robot sedang dikembangkan, yang mampu mengirimkan informasi eksternal sebanyak mungkin ke robot. Sekarang jelas bahwa sensor kompleks pada prinsipnya dapat melihat pemandangan dan gambar secara keseluruhan, yang berarti bahwa di masa depan robot akan dapat secara mandiri membentuk tindakan yang bertujuan di ruang area kerja tanpa rangsangan eksternal tambahan.

Lihat juga:Apa itu visi mesin dan apa manfaatnya?