Исследование систем управления манипулятором MR-999Е
Диссертация - Компьютеры, программирование
Другие диссертации по предмету Компьютеры, программирование
?аницы все такие точки обнулены.
После того, как выявлены контуры объекта, должны быть определены его ориентация и положение. Эта информация необходима для правильной работы с деталью в процессе сборки.
Задача определения ориентации. Основные процедуры обработки визуального образа анализируют содержащиеся в нем контуры (объекта и отверстий в нем) в параметрах площади, периметра, положения центра площади, охватывающего прямоугольника, описания контура цепочкой векторов. Эти параметры полезны для выполнения начальной обработки, но для распознавания образа и определения его ориентации требуется более полное использование информации об отверстиях и контуре.
Модель объекта, использующая отверстия. Рисунок, образованный отверстиями, имеющимися в объекте, можно анализировать, используя расстояния центров площадей отверстий от центра площади объекта и их относительные угловые координаты. Кроме того, могут использоваться уже измеренные площади и периметры отверстий.
Эта модель инвариантна к ориентации основного объекта и может непосредственно сравниваться с моделью-образцом. Когда будет установлено соответствие между отдельными отверстиями рассматриваемого объекта и модели, значения ее абсолютных угловых координат могут использоваться для определения ориентации объекта.
Выделение особенностей контура. Модель контура представляет собой список - цепочку векторов. Но сравнивать представленную такой моделью входную информацию с образцом, как это делает, например, Фримен, сложно и долго. Основная трудность заключается в том, что начальная точка цепочки, представляющей контур объекта, расположена на нем случайным образом. Ее конкретное положение зависит от ориентации объекта и направления сканирования при просмотре. Сравниваемые цепочки приходится циклически смещать относительно друг друга до совпадения. К сожалению, описание контура цепочкой векторов не слишком удобно для выполнения операции поворота на угол, не кратный 45 . Установление соответствия еще более затрудняется тем, что эталон и входная цепочка в общем случае состоят из различного числа элементарных векторов.
Разработан ряд методов сглаживания цепных списков и нормализации их длин, обеспечивающих возможность сравнения. Зах и Монтанари описали методы получения аппроксимаций с помощью прямых минимальной длины, снижающие объем данных, подлежащих обработке. Но эти методы слишком сложны для использования в системе автоматической сборки. В такой системе основное требование - не обеспечить 100%-ное совпадение, при сравнении модели контуров, выделенных из входного изображения, с эталонами, а подтвердить результаты пробных проверок и определить ориентацию объекта.
Требуется модель, которая позволит наиболее быстро и легко определять ориентацию объекта. Наиболее подходящим для такой модели может оказаться подход, основанный на выделении особенностей очеркового контура. Многие методы распознавания символов, например по Хоскингу, используют повторяющиеся особенности структуры штрихов, составляющих символ. Такими особенностями являются концы штрихов, точки их соединения или излома, петли. Аналогичными особенностями, характерными для материальных объектов, могут служить резкие изменения направления контура (углы) и точки, максимально и минимально удаленные от центра площади фигуры. К сожалению, отсутствие ограничений на форму деталей, с которыми приходится иметь дело роботу-сборщику, ограничивает ценность методов, использующих заранее составленный набор стандартных особенностей.
Модель с использованием окружностей. Угловые координаты радиус-векторов максимальной и минимальной длины могут служить удобным критерием распознавания объекта и средством определения его ориентации. Их значение выводится непосредственно из информации, генерируемой процедурой EDGETRACE. Но если в окрестности точки, экстремально удаленной от центра площади, длина радиус-вектора меняется мало (рис. 18), координаты RMAX и RMIN будут ненадежны. Из этого вытекает, что более целесообразно во время настройки системы задавать такие значения длины радиус-вектора R, для которых соответствующая позиция конечной точки может быть четко определена. По сути дела, это сводится к наложению на образ окружности заданного радиуса, центр которой совпадает с центром площади объекта. Точки пересечения этой окружности с контуром объекта используются как его особенности. На рис. 19 особые точки определяются параметрами R, 0,, в2, в3, в4. Разности углов составляют инвариантный к ориентации набор параметров для распознавания, а их абсолютные значения могут использоваться для определения ориентации объекта.
Точки пересечения определяются на основе информации, сгенерированной процедурой EDGETRACE: для каждой точки контура, представленного цепным списком векторов, вычисляется ее расстояние от центра площади. Отмечаются точки, для которых это расстояние равно заданному радиусу, и вычисляются их угловые координаты относительно центра площади. Таким образом, точки пересечения оформляются в виде упорядоченного списка. Которая из точек находится в начале этого списка -зависит от того, с какого места контура начиналась процедура EDGETRACE.
Критериями выбора значения радиуса окружности могут служить следующие положения:
-точки пересечения должны однозначно определять ориентацию объекта;
-количество точек пересечения не должно быть слишком большим (например, не больше восьми);
-для повышения точности из