001 Visión Electrónica Robotizada controlada por Inteligencia Artificial

Visión Electrónica Robotizada controlada por Inteligencia Artificial (VERÍA)
Ponemos a su disposición el sitio web http://veria.yolasite.com/
Para enterarse día a día sobre el avance conseguido en el proyecto
AUTOR: Rafael Marentes Ortiz
PROFESOR: José Antonio Romero Pliego
Área de Construcción de Prototipos
BACHILLERATO
PROYECTO ESCOLAR
 Antecedente:
En la década del 60 se comienza en el MIT el estudio de la visión artificial, lo cual
implica no solo captar imágenes a través de una cámara, sino también la comprensión de
lo que estas imágenes representan.
Un resultado importante en este trabajo lo constituye el "mundo de micro-bloques", en
el cual un robot era capaz de percibir un conjunto de bloques sobre una mesa, moverlos y
apilarlos; el éxito se debió a los investigadores Larry Roberts, Gerald Sussman, Adolfo
Guzman, Max Clowes, David Huffman, David Waltz, Patrick Winston, y Berthold Horn, las
aplicaciones de la visión artitificial como navegación en robótica, microscopía,
meteorología han aportado beneficios a la humanidad y es un campo en desarrollo franco.
 Objetivo:
Desarrollar un dispositivo de inteligencia artificial capaz de detectar la posición,
dirección y destino de un objeto en movimiento usando un detector visual y seguirlo para
pararlo con una raqueta cuando éste esté lo suficientemente cerca.
 Metodología:
Materiales e instrumentación:
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Armazón de impresora descompuesta (material de reuso)
Fotoresistencias, cable calibre 22, Motor DC
Puente h (componentes electrónicos varios)
Computador con Windows y Visual Basic 6.0
Detector visual (Lente convergente, caja de cartón)
Pelotita
Raqueta pequeña
Multímetro, cautín, protoboard, placas de fenólica, taladros y brocas, herramienta
variada,
Procedimiento:
Fue necesario definir la mejor alternativa entre construir el armazón del proyecto
desde cero o reutilizar algún armazón ya ensamblado, la primera alternativa tenía como
ventajas el que no hubiera necesidad de adaptar nada pero el costo, el tiempo que
tardaría su fabricación y la incertidumbre sobre su funcionamiento me llevaron a decidir
por la segunda alternativa, tomé un carro de impresora pues son una estructura metálica
sólida, que ya contiene un sistema de transmisión para mover el cartucho de tinta en un
sentido o en otro y el costo sería nulo al provenir de material de desecho tecnológico.
Este tipo de impresoras usan motores stepper para mover los cartuchos y otras
partes de la impresora, este tipo de motores implican
un control complejo que en este momento no deseo
abordar, por ello, sustituí el stepper por un motor de
CD que pudiera ser movido usando un circuito puente
H armado totalmente por mi, el diagrama se muestra
a continuación.
Para elaborar el sensor,
usamos una caja de cartón sellada, una lente convergente (lupa)
montada sobre un tubo de cartón para poder ser movida y
cambiada la distancia focal, un arreglo de 25 fotoresistencias,
circuitos sensores de luz (diagrama a continuación) y cable para
conectar los sensores al cerebro.
El puerto paralelo cuenta con 5 pines de entrada en el puerto &h379, obviamente
no son suficientes para detectar un objeto viajando en el espacio y poder definir su origen,
dirección y destino y mover la raqueta para bloquearlo, para poder usar mas fotosensores,
se multiplexó el canal de entrada del puerto paralelo por división de tiempo organizándose
un arreglo de 25 fotoresistencias que se irán encendiendo línea por línea a intervalos de
10 milésimas de segundo hasta completar las 5 líneas, volviendo a activar entonces la
primera, por ello, un
instante el procesador
leerá si en la primera
línea hay un sensor
activado, en caso de
ser así, el procesador
interpretará que la luz
fue interrumpida entre
la
fuente
de
iluminación y el lente
por un objeto, en la
pantalla encenderá un
punto
señalizador
indicando que en ese
lugar el objeto fue
detectado, un instante
después,
se
encenderá
solo
la
segunda fila de sensores y el proceso de sensado se repite solo que en esta ocasión, el
punto de señalización en pantalla corresponderá a la fila del sensor que se active, de esta
forma, podremos construir una imagen digital de la ruta que sigue el objeto.
Para mover la raqueta, enviaremos a través de la pata 2 y 3 del puerto paralelo, una
señal al circuito de puente H antes mostrado, esto producirá movimiento en un sentido o
en otro haciendo posible el bloqueo del objeto.
Una vez que se ha determinado con 10 lecturas la dirección del objeto en movimiento,
el carro se moverá teniendo en cuenta el número del primer sensor activado y el número
del último para calcular con la ecuación de la recta el destino del objeto. la señal correcta
será aplicada a una de las patas de entrada del puente H y el carro se moverá, para
ubicar la posición de la raqueta en el carro de impresora, usaremos otros sensores de luz
idénticos a los que están en el arreglo del receptor visual solo que estos estarán
montados en el armazón sobre el cuál se mueve el carro, al detectar la interrupción de luz
del sensor que corresponda a la posición deseada, la señal que se envía al carro se
interrumpirá deteniendo su movimiento.
Para garantizar que los puntos de señalización en pantalla corresponden al espacio
que nuestro sensor visual cubre, ubicamos un cuadrado imaginario en el cual el objeto
puede ser detectado por nuestro lente, entonces, ubicamos al objeto en la esquina inferior
derecha de este cuadrado e indicamos a nuestro programa que al interrumpirse la señal
de luz en el sensor en el cual actualmente se interrumpe, se encienda el punto
señalizador correspondiente a la imagen en la pantalla, haremos lo mismo con las cuatro
esquinas de ese cuadrado imaginario y luego, dividiremos en 5 partes la distancia entre
los extremos en los que el carro de la raqueta se mueve y ubicaremos un sensor de
posición en cada uno de los puntos resultantes de esta división.
El programa está hecho usando Visual basic 6.0 del cual el colegio cuenta con
licencias y es parte del programa de la materia informática,
Se calcula que incluyendo la licencia de visual basic, los materiales electrónicos,
herramientas e instumentación necesaria, nuestro prototipo tendrá un costo de 3000 (tres
mil pesos) aproximadamente, la mayoría de estos elementos están ya en los inventarios
del Colegio o fueron donados por la comunidad (impresora descompuesta).
 Resultados:
Es necesario producir imágenes de mayor resolución para darle una aplicación práctica
a nuestro proyecto, se trabajará en la inclusión de una cámara CCD y un control
videocontrol de visual basic para mejorar el desempeño.
 Fuentes.
http://es.wikipedia.org/wiki/
o Multiplexación, fotorresistor, Visual Basic, Puerto Paralelo
http://robots-argentina.com.ar/MotorCC_PuenteH.htm
o Puente H
http://www.monografias.com/trabajos12/inteartf/inteartf.shtml
o Visión Artificial