Print

Systémy robotického videnia: Ktoré sú uskutočniteľné?

-- 11.10.16

Aj keď sa robotické videnie neustále zdokonaľuje, stále existuje technologická medzera medzi interpretáciou toho, čo vidí robot a čo človek. Ako to teda je s 3D v porovnaní s 2D videním?

Ak niekto nemá skúsenosti s robotikou, je ľahké dôjsť k nedorozumeniu ohľadom schopností videnia robota. Spôsob, akým robot vidí veci, je pravdepodobne najkomplexnejšou súčasťou robotického procesu. Robotická technológia uzatvára medzeru, týkajúcu sa flexibility a schopností porozumenia, ale stále existuje značná technologická medzera medzi tým, čo robot vidí a interpretuje a čo môže človek vidieť a interpretovať. Robotické videnie sa stále vyvíja.

Hodnotenie systémov videnia

Keď ste sa rozprávali so zákazníkom o robotickom videní pred pár rokmi, bolo tam viditeľné určité váhanie. Keďže priemyselné kamery neboli tak vyvinuté ako dnes a berúc do úvahy, že robotická logika môže byť nespoľahlivá, väčšina „vysnených aplikácií“ bola zákazníkmi vnímaná ako technicky nemožná. V súčasnosti s demokratizáciou kamerovej technológie a rozvojom používateľsky prívetivých „chytrých kamier“ sa technológia videnia stala jednoduchšie zavediteľnou do robotickej bunky. Obmedzeniami sú:

  • Adaptabilita: Väčšina aplikácií robotického videnia závisí na veľmi dobre definovaných aplikáciach s predprogramovanými funkciami. Môžu rozpoznať určitý obrazec a môžu ho rozpoznať skutočne veľmi dobre. Avšak ak sa niečo skutočne neobvyklé stane pred kamerou, aplikácia to nemusí zaznamenať. Príkladom môže byť úplne automatizovaný verejný Turingov test (CAPTCHA) na Obrázku 1, v ktorom sú písmenká mierne deformované a systém videnia alebo systém pre analýzu znakov ich nemôžu rozpoznať. Očakáva sa, že tento príklad už bude prekonaný postupným vývojom systémov robotického videnia.

 

  • Detekcia trendov: Dokiaľ nebude systém videnia naprogramovaný na rozpoznávanie trendov alebo znakov, nebude schopný ich detekovať. Zatiaľčo ľudia sú skutočne dobrí v interpretácii a acociátívnom myslení, systémy robotického videnia majú problémy s asociovaním. Každý detekovaný rys je často individuálne posudzovaný, a teda zaznamenaný v reporte pre človeka pre následnú analýzu. Napríklad v priebehu kontroly kvality sa ukáže ľudskému pracovníkovi zoznam chýb, ktoré môže analyzovať a určiť, či sa niekde v rámci výrobného procesu objavil problém so strojom. V súčasnosti nemôže systém videnia určiť, či má obrubovací stroj poškodený nástroj, a zastaviť preto výrobnú linku.
  • Spoľahlivosť: Hlavnou výhodou systému videnia je konzistencia a spoľahlivosť. Ak sa systém robotického videnia pozerá na správne miesto, zistí, že niečo je zle. Systém robotického videnia sa neunaví ako ľudské oko a vždy bude používať tie isté parametre. Ľudia sú v priebehu dňa o dosť viac náchylní robiť chyby, keďže pracovník sa môže značne unaviť a dávať pozor v menšej miere. Jedným z dôvodov, prečo výrobcovia zavádzajú roboty, je práve konzistentnosť a presnosť; je len logické ich vybaviť systémom videnia, ktoré disponuje tými istými vlastnosťami.

Umiestnenie kamery

V závislosti na aplikácii bude systém videnia umiestnený na rôznych miestach v robotickej bunke. Pri množstve typov robotov, kamier a aplikácií existuje nekonečné množstvo riešení toho, kam umiestniť kameru a čo s ňou urobiť. Hlavné spôsoby nastavenia sú nasledujúce.

  • Koniec ramena: Keďže rôzne aplikácie potrebujú monitorovať úchopy robota, niektorí výrobcovia robotov vkladajú kamery priamo do robotického zápästia. To umožňuje kamere pohyb rôznymi smermi v priestore, lokalizovať daný kus a podľa robotickej kinematiky ho uchopiť. Keďže kamera je často v blízkosti chytaču, môže taktiež monitorovať správnosť úchopu alebo či predmet vypadol v priebehu manipulácie. Umiestnenie kamery na koniec robotického ramena znamená, že je neustále v pohybe. Keď je potrebné urobiť fotografiu oblasti úchopu, zastavte robota v správnej polohe, uistite sa, že je kamera stabilizovaná a urobte snímok. Ak aplikácia vyžaduje skutočne krátku dobu cyklu, mali by ste zvážiť túto možnosť.
  • Obrazová aplikácia: Ďalší typ systému videnia sa môže k stroju pripevniť a sledovať obraz jednotlivých kusov, ako sú zobrazované v rôznych polohách a orientáciach na dopravníku. Akonáhle sa daný kus pohne pred kamerou, zoberie sa jeho snímok a analyzuje sa, kde sa daný kus nachádza a aká je jeho orientácia oproti robotovi. Potom ho môže robot uchopiť. 
  • Monitorovanie buniek: Robotické videnie sa môže využiť aj pre účely bezpečnosti. Kamera, prípadne zostava kamier, môže byť nainštalovaná na robotovi alebo sledovať robota z dôvodu monitorovania skutočnosti, či človek nevstupuje na pracovisko robota. Keďže väčšina spolupracujúcich robotov nedisponuje externou bezpečnostnou poistkou, táto metóda môže regulovať rýchlosť robota podľa vzdialenosti medzi robotom a pracovníkom. Každá integrácia robotických buniek vyžaduje zhodnotenie rizika na základe miestnych právnych predpisov.

Rozdiely 2D a 3D kamier?

Technológia videnia sa rýchlo vyvíja. V posledných rokoch sa zvýšila popularita 3D filmov z dôvodu realistických prvkov, ktoré priniesli v priebehu sledovania filmu. To isté sa deje i v rámci priemyselných aplikácií; Technológia 3D videnia je ďalším krokom vpred v zmysle komplexnosti a môže poskytnúť viac informácií o predmete, ktorým musí robot manipulovať. Avšak stále sú zlepšenia, ktoré sa musia uskutočniť.

Dvojdimenzionálne systémy videnia majú lepší záznam a sú jednoduchšie na použitie. Mnoho 2D kamier skutočne disponuje množstvom dobrých prvkov. Cena vysokokvalitných 2D kamier dramaticky klesá v dôsledku ich rozšírenia hlavne v rámci smartfónov a iných high-tech aplikácií.

Dvojdimenzionálne systémy videnia ale majú problémy s tienením. Väčšina aplikácií 2D videnia používa blesky alebo svetlá, umiestnené v tom istom smere ako kamera, z dôvodu prekonania tienenia. Iné aplikácie majú nainštalované časti na osvetlených tabulách, takže kamera môže jasne zachytiť obrysy daného kusu. Populárne aplikácie 2D videnia zahŕňajú prehliadku, lokalizáciu kusu, Q kód a čítačku čiarového kódu.

Trojdimenzionálne videnie je ďalšou veľkou udalosťou, ktorá ale stále nie je technologicky pripravená pre masové využitie v rámci priemyslu. Keďže sa jedná o komplexnejší spôsob použitia a programovania, stále vyžaduje veľmi dobré chápanie tejto technológie z dôvodu možnosti prenesenia 3D videnia do robotickej bunky. Niekoľko virtuálnych obrazových knižníc a modelov kamier je už dostupných na trhu. Avšak cena a spoľahlivosť kamier sú stále ďaleko za reputáciou 2D kamier. Trojdimenzionálne systémy videnia sa všeobecne používajú pre sledovanie obrazov, lokalizáciu kusov, modelovanie kusov a komplexné obrazové aplikácie.

Integrácia systémov videnia strojov

Integrovanie systému videnia závisí na tom, čo je potrebné uskutočniť s prístrojom. Máme tu tipy pre zavedenie systému videnia do bunky:

  • Dokumentácia skutočného postupu operátora. Ak „prefukovanie kusu“ nie je nikde uvedené v rámci operačných smerníc, ale operátor uskutočňuje prefuk každý deň z dôvodu prijímania permanentne zašpinených kusov, potom by malo byť dúchadlo integrované do automatizovaného systému.
  • Ak je bežný vzhľad povrchu jednotlivých kusov variabilný, berte do úvahy, že robot nie je tak adaptabilný ako ľudia. Zvážte revíziu krokov procesu z dôvodu zjednodušenia procesu videnia pre robota.
  • Numericky zadefinujte hranicu medzi tým, čo je akceptovateľné a čo nie je – maximálna dĺžka vady, prijateľná farba, atď. Ak to nie je možné nadefinovať numericky, bude pre naučenie systému potrebných viacero príkladov.
  • Zahrňte operátora do automatizačného procesu. Operátori sú si vedomí špecifikácií kusov, definícií vad a iných premenných veličín, ktoré ovplyvňujú vzhľad kusu; využite ich znalosti.
  • Naučte systém robiť s kusmi z rôznych várok, vyrobených v rámci rôznych dní, aby disponovali viacerými „bežnými“ vzhľadmi povrchu. Systém videnia sa prispôsobí rôznym variáciám. Myslite na to, že je požadované mať presný systém, ktorý môže byť flexibilný a so zvýšenou citlivosťou.

Aká je úroveň prijateľnosti a flexibility, potrebnej pre aplikáciu? Začnite v malom a budujte na týchto skúsenostiach. Prebehnite si ponuku v obchode, pozrite si existujúce aplikácie a vyberte si tú, ktorá má najľahšiu automatizáciu so systémom videnia. Akonáhle je aplikácia nastavená, učte sa z chýb a prechádzajte ku komplexnejším aplikáciam. Vždy sa ubezpečte s operátorom robotickej bunky, že každá časť procesu bola identifikovaná. A to najdôležitejšie – ovládajte proces ešte pred automatizáciou. ce

Autor: Mathieu Bélanger-Barrette, Robotiq


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI