El tema de discusión: Visión robótica / Visión robótica y sus características
Robot Vision | Sistema de visión robótica
¿A qué te refieres con Robot Vision? | Definición del sistema de visión robótica
El método de procesamiento, caracterización y decodificación de datos de fotografías conduce a la guía del brazo del robot basada en la visión, la inspección dinámica y la capacidad mejorada de identificación y posición de los componentes, denominada Robot Vision o Robotic Vision. La robot se programa a través de un algoritmo, y una cámara, ya sea fijada en el robot o en una ubicación fija, captura una imagen de cada pieza de trabajo con la que se puede comunicar.
La función de visión robótica se creó en las décadas de 1980 y 1990. Los ingenieros idearon un método para enseñar a un robot a ver. La pieza se rechaza si no complementa la fórmula y el robot no puede lidiar con ella. Esto se aplica con mayor frecuencia en aplicaciones de manipulación y selección de materiales en la industria del embalaje, recogida y colocación, desbarbado, rectificado y otros procesos industriales.
Sistemas robóticos guiados por visión | Visión y robótica
La visión robótica es uno de los avances más recientes en robótica y automatización. En esencia, la visión robótica es una tecnología sofisticada que ayuda a un robot, generalmente un robot autónomo, a reconocer mejor los elementos, navegar, encontrar objetos, inspeccionar y manipular piezas o piezas antes de realizar una aplicación.
Algoritmos de visión para robótica móvil
La visión robótica generalmente emplea varios algoritmos sofisticados, sintonización y sensores de detección de temperatura, muchos de los cuales tienen diferentes grados de sofisticación e implementación. La percepción robótica evoluciona y progresa continuamente de manera más fluida, al igual que la tecnología avanza cada vez más en complejidad.
Esta tecnología de vanguardia pero simplista reducirá los costos operativos y proporcionará una solución simple para todas las formas de automatización y necesidades robóticas. Cuando está equipado con tecnología de visión robótica, los robots que trabajan uno al lado del otro no chocan. Los empleados humanos también estarían más seguros, por lo que los robots podrán "detectar" a cualquier trabajador que se interponga en el camino.
El mecanismo de visión robótica consta de dos pasos básicos:
Imaging:
El robot realiza el escaneo o "lectura" utilizando su tecnología de visión. Básicamente, escanea objetos 2D como líneas y códigos de barras e imágenes de rayos X y 3D para fines de inspección.
Procesamiento de imágenes:
El robot "piensa" en la entidad o imagen después de que ha sido detectada. Este procesamiento incluye la identificación del borde de la imagen, detecta la existencia de una interrupción, el conteo de píxeles, la manipulación de objetos según los requisitos, el reconocimiento de patrones y su procesamiento según su programa.
Arquitectura del sistema de visión robótica
Cada sistema de visión robótica funciona bajo la siguiente arquitectura de seis pasos:
- Detectando - Proceso que produce una imagen visual.
- Preprocesamiento - Reducción de ruido, mejora de detalles.
- Segmentación - Partición de una imagen en un objeto de interés.
- Descripción - Cálculo de características para diferenciar objetos.
- Reconocimiento Proceso para identificar objetos.
- Interpretación - Asignar significado a un grupo de objetos.
Diagrama de bloques del sistema de visión robótica
Aplicaciones de visión robótica
Los robots son estáticos y se limitan a ejecutar rutas predeterminadas en entornos altamente regulados sin un sistema de visión. El objetivo fundamental de un sistema de visión robótica es permitir ligeras variaciones de las rutas preprogramadas mientras se mantiene la salida.
Los robots pueden tener en cuenta las variables de su entorno de trabajo si tienen un sistema de visión sólido. Las piezas no tienen que mostrarse en el mismo orden. Y al realizar operaciones de inspección en proceso, el robot puede asegurarse de que está realizando la misión correctamente. Cuando los robots industriales están equipados con sofisticados sistemas de visión, se vuelven aún más dinámicos. La principal motivación hacia la aplicación de sistemas de visión robótica es la flexibilidad.
Los robots con visión robótica pueden realizar una variedad de actividades, que incluyen:
- Tomar medidas
- Escáneres y lectura de códigos de barras
- Inspección de partes del motor.
- Inspección del embalaje
- Evaluación de la consistencia de la madera.
- Examen de la superficie
- Se dirige y verifica la orientación de módulos y piezas
- Inspección de defectos
Visión por computadora en robótica y aplicaciones industriales
La visión por computadora es una disciplina de investigación interdisciplinaria que estudia cómo las computadoras pueden interpretar imágenes o videos artificiales a un alto nivel. Desde el punto de vista de la ingeniería, su objetivo es comprender y simplificar las funciones que puede realizar el sistema visual humano.
Los métodos para recopilar, codificar, interpretar e interpretar imágenes visuales y la recuperación de datos de alta dimensión del mundo físico para obtener conocimiento numérico o simbólico, como en forma de decisiones, son ejemplos de tareas de visión por computadora.
En este caso, la comprensión se refiere a convertir representaciones visuales (entrada retiniana) en descripciones del mundo que tienen sentido para los procesos de pensamiento y evocan una acción eficaz. La desvinculación del conocimiento simbólico de los datos de imágenes utilizando modelos específicos de múltiples dominios construidos con la ayuda de la geometría, la física, la estadística y la teoría del aprendizaje conocida como comprensión de imágenes.
La filosofía detrás de los sistemas artificiales que derivan el conocimiento de las imágenes es el tema de la visión por computadora, una disciplina científica. Los bucles de video, diferentes vistas de cámara, datos multidimensionales de una impresora 3D o datos de escaneo médico también son ejemplos de datos de imágenes y la visión por computadora es un campo de la ciencia que tiene como objetivo aplicar sus ideas y modelos al desarrollo de la misma.
Aplicación de la visión artificial en robótica
Los dispositivos industriales de visión artificial, por ejemplo, que inspeccionan botellas que pasan a toda velocidad en una línea de fabricación, hasta la investigación de inteligencia artificial y las máquinas o la robótica que pueden comprender el mundo que las rodea son ejemplos de aplicaciones. La visión por computadora es un término amplio que se refiere a la tecnología fundamental del procesamiento de imágenes digitales, que se utiliza en diversas aplicaciones.
Los dispositivos de visión por computadora pueden usarse para una variedad de propósitos, que incluyen:
- Inspección automática en aplicaciones de fabricación
- Usar un dispositivo de reconocimiento de especies para ayudar a los humanos con actividades de identificación.
- Controlar procesos con la precisión de un robot automotriz
- Detectar actividades para realizar monitoreo de video o contar el número de participantes
- Interacción entre computadoras y humanos
- Procesamiento de imágenes médicas o modelado topográfico
- Navegación de un automóvil autónomo o un robot móvil
- Organizar archivos, como indexar imágenes y bases de datos de secuencias de imágenes
Visión robótica vs visión por computadora
Robot Vision o Robotic Vision está estrechamente relacionado con la visión artificial. Tienen mucho en común cuando se trata de Visión por Computador. Computer Vision podría considerarse su "padre" si hablamos de un árbol genealógico. Sin embargo, para comprender dónde se mezclan todos en el universo, primero debemos agregar el "abuelo": procesamiento de señales.
El procesamiento de señales implica limpiar las señales electrónicas, extraer información, prepararla para su visualización o convertirla. Algo, en cualquier sentido, tal vez una advertencia. Las imágenes son esencialmente una señal bidimensional (o más).
Visión robótica en el procesamiento de imágenes digitales
Si bien la visión por computadora y el procesamiento de imágenes son primos, sus objetivos son muy diferentes. Los métodos de conversión de imágenes se utilizan principalmente para aumentar la precisión de una imagen, transformarla a un formato diferente (como un histograma) o modificarla de alguna otra manera en preparación para su procesamiento posterior. Por otro lado, la visión por computadora se preocupa más por eliminar detalles de las imágenes para que tengan sentido.
Hasta ahora, ha sido muy sencillo. Cuando agregamos el reconocimiento de patrones, o más ampliamente, el aprendizaje automático, las cosas tienden a complicarse un poco más para el árbol genealógico. Esta división familiar se centra en identificar tendencias en los datos, que es fundamental para muchas de las funciones más avanzadas de Robot Vision. Como resultado, el aprendizaje automático, como el procesamiento de señales, es otro padre en la visión por computadora.
Todos mejoran a medida que llegamos a la visión artificial. Esto se debe a que Machine Vision se preocupa más por las implementaciones básicas que por las técnicas. La visión artificial es el uso de la visión en la industria de fabricación para fines de supervisión automatizada, control de procesos y orientación robótica. La visión artificial es un dominio de la ingeniería, mientras que el resto de la "familia" son dominios de la ciencia.
Finalmente, llegamos a Robotic Vision o Robot Vision, que combina todas las estrategias de las palabras anteriores y la visión de robot y la visión de máquina también se usan indistintamente según los requisitos. Además, Robot Vision no es únicamente un área técnica. Es una disciplina con su propia colección de áreas de estudio. A diferencia de la ciencia pura de la visión por computadora, los métodos y algoritmos de visión robótica deben integrar elementos de la robótica, como la cinemática, la calibración del marco de referencia y la capacidad del robot para influir físicamente en el entorno.
¿Qué es la visión artificial en robótica?
Sistema de visión artificial en robótica
La visión artificial (MV) se refiere a las tecnologías y técnicas que se utilizan en la fabricación para proporcionar una inspección e interpretación automatizada basada en imágenes para aplicaciones (es decir, inspección automática, control de procesos y guía robótica, etc.) y esto abarca una amplia gama de tecnología. , comienza con software y hardware, procesos interconectados, comportamiento, prácticas y experiencia.
Para escapar de la molestia, la insatisfacción y la angustia del usuario y las sorpresas desagradables para el desarrollador de la aplicación, cada una debe ser considerada cuidadosamente. Las cuatro etapas principales son:
- Adquisición de imágen
- Extracción de información de la imagen
- Análisis de información
- Comunicación de resultados
Como rama de la ingeniería de sistemas, la visión artificial está separada de la visión artificial, que es una rama de la informática. Intenta combinar las innovaciones existentes de formas novedosas para adaptarlas a los problemas del mundo real. El concepto se usa más comúnmente para estas funciones en automatizaciones industriales, protección y propósitos de seguridad y aplicaciones de guiado de automóvil a vehículo autónomo.
¿Cuáles son los cuatro tipos básicos de sistema de visión artificial?
Para satisfacer las demandas de sus aplicaciones de visión individuales, debe elegir el sistema de visión correcto. El sistema de visión básico de la máquina son
- Sistema de visión 1D
- Sistema de visión 2D
- Sistema de escaneo lineal o escaneo de área
- Sistema de visión 3D
Sistemas de visión 1D
En lugar de mirar toda la imagen a la vez, la visión 1D analiza una señal digital una línea a la vez, como comparar la variación entre el conjunto más actual de diez líneas obtenidas y un grupo más antiguo. Este método se usa ampliamente para identificar y clasificar defectos en materiales de proceso continuo (es decir, papel, ropa, metales, plásticos, productos en láminas o rollos).
Sistemas de visión 2D | Visión de robot 2D
Los escaneos de área, que incluyen la toma de instantáneas 2D en diferentes resoluciones, son realizados por la mayoría de las cámaras de inspección. El escaneo de líneas es una forma de visión artificial 2D que crea una imagen 2D línea por línea.
Escaneo de línea o escaneo de área
Los sistemas de escaneo de línea tienen distintos beneficios sobre los sistemas de escaneo de campo en muchas aplicaciones. La inspección de secciones circulares o cilíndricas, por ejemplo, puede requerir el uso de cámaras de escaneo de área múltiple para cubrir toda la superficie del componente y girar la parte frente a una cámara de escaneo de línea única, por otro lado, desenvuelve la imagen y captura toda la superficie.
Cuando la cámara mira a través de los rodillos de una cinta transportadora para ver la parte inferior de una sección, los sistemas de escaneo de líneas encajan más convenientemente en espacios estrechos; en general, las cámaras de barrido de líneas tienen una resolución significativamente más alta que las cámaras convencionales. Dado que los sistemas de escaneo de líneas se basan en partes móviles para crear una imagen, son ideales para mercancías en constante movimiento.
Sistemas de visión 3D | Sistemas de visión robótica 3D
Muchas cámaras o uno o más sensores de desplazamiento láser se utilizan comúnmente en los sistemas de visión por computadora 3D. En los sistemas de guía robótica, la visión 3D multicámara ofrece al robot conocimientos de orientación de aspecto. Se instalan varias cámaras en varias posiciones y en estos sistemas se utiliza la “triangulación” en un punto objetivo en el espacio 3-D.
Tipos de sensores de visión utilizados en robótica
Visión robótica sensor Las aplicaciones son dispositivos multicomponente con muchas partes móviles. Hay avances constantes en esta área. Las cámaras inteligentes, con su aplicación frecuente en sistemas de reconocimiento de vehículos, serán los sensores de visión más comunes para muchos. Por otro lado, los sensores de visión se utilizan comúnmente en la industria para rastrear las operaciones y garantizar la seguridad del producto.
Hay dos tipos de sensores de visión robóticos, cada uno de los cuales se puede modificar para varios propósitos:
- Tipo de proyección ortográfica: El campo de visión rectangular de los sensores de visión robóticos de tipo proyección ortográfica es el más común. Son ideales para sensores infrarrojos con telémetros láser o de corto alcance.
- Tipo de proyección en perspectiva: El campo de visión de los sensores de visión robóticos que utilizan la proyección en perspectiva tiene forma trapezoidal. Son ideales para sensores que se utilizan en cámaras.
Visión artificial del brazo robótico
Sistema de visión de robot universal
Robot de visión estéreo
Sistema de visión de robot de soldadura
Navegación de robot móvil basada en visión
Los algoritmos de visión computarizada y los sensores de visión, como el telémetro láser y las cámaras fotométricas (con detector de matriz multicanal basado en silicio de luz ultravioleta, visible e infrarroja cercana, conocido popularmente como matriz CCD), se utilizan sistema de navegación óptico o de navegación para extraer las características visuales necesarias para fines de localización. Sin embargo, hay una variedad de técnicas de localización y navegación basadas en la visión disponibles, siendo los componentes críticos de cada técnica:
- Representación del medio ambiente.
- Modelo de detección.
- Algoritmo de localización.
La navegación basada en visión se ha categorizado en dos tipos:
- Navegación interior.
- Navegación al aire libre.
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- Conviértete en un robótico habilidades importantes
Tengo experiencia en Ingeniería Aeroespacial, actualmente trabajando en la aplicación de la Robótica en la Defensa y la Industria de las Ciencias Espaciales. Soy un aprendiz continuo y mi pasión por las artes creativas me mantiene inclinado hacia el diseño de conceptos novedosos de ingeniería.
Con los robots sustituyendo casi todas las acciones humanas en el futuro, me gusta llevar a mis lectores los aspectos fundamentales del tema de una manera fácil pero informativa. También me gusta mantenerme actualizado con los avances en la industria aeroespacial simultáneamente.
