Разработка системы технического зрения

В современных условиях развития автоматизации производства особое место отводится использованию промышленных роботов. Промышленный робот - это механическая система, включающая манипуляционные устройства, систему управления, чувствительные элементы и средства передвижения. Принципиальными отличиями робототехники от традиционных средств автоматизации являются их широкая универсальность (многофункциональность) и гибкость (мобильность) при переходе на выполнение принципиально новых операций. Промышленные роботы находят применение во всех сферах производственно-хозяйственной деятельности. Они успешно заменяют тяжелый, утомительный и однообразный труд человека, особенно при работе в условиях вредной и опасной для здоровья производственной среды. Они способны воспроизводить некоторые двигательные и умственные функции человека при выполнении ими основных и вспомогательных производственных операций без непосредственного участия рабочих. Для этого их наделяют некоторыми способностями: слухом, зрением, осязанием, памятью и т.д., а также способностью к самоорганизации, самообучению и адаптации к внешней среде.

Робототехника, как, впрочем, и любая область техники, развивается, соблюдая закон «от простого к сложному». Характеризуя ее качественный прогресс, принято выделять три разных по сложности и по своим возможностям поколения роботов. Однако можно отметить: деление роботов на поколения, т.е. на их виды по степени сложности и «разумности», достаточно условно, и смысл понятия «поколение» в роботостроении несколько иной, чем в других областях техники. Если, скажем, вычислительные машины нового поколения полностью заменяют старые, поскольку они более совершенны по всем параметрам, то роботы следующего поколения не вытесняют предыдущие, а дополняют их, так как у всех у них, как мы увидим дальше, разные функции и области применения.

Для роботов первого поколения характерно то, что они имеют программное управление, т.е. действуют по жесткой, не меняющейся в процессе работы программе; поэтому их называют также «программными роботами». Предназначены они для автоматизации несложных операций при неизменном состоянии окружающей среды. Их система управления имеет только исполнительный уровень: поскольку окружающие условия не меняются, сенсорных устройств нет - никакой связи с внешним миром не требуется, и она отсутствует. К сожалению, функциональные возможности роботов первого поколения существенно ограничены несовершенством их системы управления, служащей для реализации лишь той жесткой программы, которая зафиксирована в памяти. При изменении параметров окружающей среды такой робот не может сам адаптироваться к новым условиям, и требуется вмешательство человека-оператора, чтобы корректировать заданную ему программу, приспосабливая ее к другим параметрам. Таким образом, можно сказать, что роботы первого поколения имеют только нижний уровень системы управления - исполнительный.

Роботы второго поколения - это очувствленные роботы, предназначенные для работы с неориентированными объектами произвольной формы. Они отличаются, во-первых, существенно большим набором и совершенством как внешних сенсорных датчиков (телевизионные, оптические, тактильные, локационные и т.п.), так и внутренних (датчики положений «руки» или «ноги» относительно «тела» робота, датчики усилий и моментов и т.п.) и, во-вторых, более сложной системой управления, требующей для своей реализации управляющей ЭВМ.

Возможности роботов второго поколения, оснащенных значительным числом датчиков внешней и развитым программным обеспечением, значительно превосходят возможности роботов первого поколения. Благодаря способности «распознавать» внешнюю обстановку, анализировать сенсорную информацию и приспосабливаться к изменяющимся условиям эксплуатации, очувствленные роботы могут взаимодействовать с неориентированными объектами в неупорядоченной обстановке, а значит, выполнять исследовательские работы, сборочные и монтажные операции, собирать информацию об окружающей обстановке и т.п.

Роботы третьего поколения - это так называемые интеллектуальные (ИР), или разумные, роботы, предназначенные не только и не столько для воспроизведения физических и двигательных функций человека, сколько для автоматизации его интеллектуальной деятельности, т.е. для решения интеллектуальных задач. Они принципиально отличаются от роботов второго поколения сложностью функций и совершенством управляющей системы, включающей в себя элементы искусственного интеллекта. Интеллектуальный робот - это робот, создающий в себе модель внешней среды (проблемной среды), для чего он производит активные и пассивные исследования, сам планирует свои действия, моделирует планы и реализует их.

Целью курсового проектирования является создание системы технического зрения для робота-манипулятора, достаточно простой в установке, настройке и эксплуатации.

Прочтите также:

Сети передачи дискретных сообщений
Техника передачи дискретных сообщений играет все большую роль в жизни человеческого общества. Без нее немыслимо создание современных автоматизированных систем управления для различных от ...

Термостат для теплых полов
В настоящее время в микропроцессорной технике выделился самостоятельный класс интегральных схем - микроконтроллеры, которые предназначены для встраивания в приборы различного назначения ...

Диапазонный радиопередатчик на транзисторах
В курсовой работе необходимо разработать диапазонный радиопередатчик на транзисторах с параметрами: диапазон частот 9 - 30 МГц, выходная мощность 4 Вт. Характеристика сигналов подлеж ...

Разработка системы технического зрения

Прочтите также:

Основные разделы