Visión por computador y Robotica Industrial
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Visión por computador y Robotica Industrial Robot Vision, A. Pugh (ed), Springer Verlag (007 ROB) vision en robotica industrial 1 Visión artificial • Extracción de información a partir de imágenes. – – – – Inspección: Clasificación/Reconocimiento. Reconstrucción de información espacial. Detección de condiciones especiales. Seguimiento en el espacio vision en robotica industrial 2 Visión por computador en un contexto robótico vision en robotica industrial 3 Componentes • Iluminación: en los sistemas industriales puede estar sujeta a control estricto. • Cámara/Sensor: • Sistema de procesado/Reconocimiento. • Sistema de control/realimentación vision en robotica industrial 4 Estructura del procesado de la imagen vision en robotica industrial 5 Rol de la visión en robótica industrial • Añadir seguridad: verificando el estado del sistema en general. • Dar mayor flexibilidad: – permitir la adaptación a condiciones variables – Aumentar la tolerancia a errores de posicionamiento. • Abaratar costos: sustituyendo mano de obra. • Disminuir riesgos humanos. vision en robotica industrial 6 Tipos de aplicaciones • • • • Soldadura. Inspección y manipulación. Ensamblaje. Navegación de robots móviles. vision en robotica industrial 7 Sistema de visión industrial circa 1980 vision en robotica industrial 8 Sistemas de soldadura • La soldadura es un proceso con grandes variabilidades debido a las incertidumbres en – la geometría de las piezas – su posicionamiento • La visión por computador permite mayor flexibilidad y seguridad. • Es un campo de aplicación clásico (+20 años) de la visión artificial vision en robotica industrial 9 vision en robotica industrial 10 vision en robotica industrial 11 Sistema para soldadura laser con fibra optica para dirigir el laser y para conducir la imagen a la cámara, que permite el seguimiento de costuras. vision en robotica industrial 12 vision en robotica industrial 13 Sistema basado en los perfiles observados al proyectar una linea de luz coherente. vision en robotica industrial 14 vision en robotica industrial 15 vision en robotica industrial 16 vision en robotica industrial 17 vision en robotica industrial 18 Epoca actual: Compañia Servorobot Brazo robotizado con antorcha y sensor protegido. vision en robotica industrial 19 vision en robotica industrial 20 vision en robotica industrial 21 vision en robotica industrial 22 vision en robotica industrial 23 Configuración: la camara está montada en el efector y las imagenes dan información que sirve para determinar la posición relativa al objeto. Sistema de posicionamiento como un sistema de lazo abierto vision en robotica industrial 24 Lazo realimentado básico con sensores de visión Efectos de la realimentación visual en el control: 1- Introduce ruido 2- Introduce retrasos, debidos a tiempo de proceso de la imagen 3- Los parámetros de referencia se deben proporcionar en función de la interpretación de la imagen. vision en robotica industrial 25 Los procesos de control y visión son concurrentes con frecuencias de muestreo distintas. Los parámetros de referencia están definidos en función de las características extraidas de las imágenes. La determinación de los parámetros de referencia se hace off-line. vision en robotica industrial 26 Sistemas de inspección y montaje • La visión puede realizar: – Identificación de piezas – Determinación de orientaciones y posiciones – Control de calidad vision en robotica industrial 27 vision en robotica industrial 28 Ilustración artistica (circa 1980) de una celula de fabricacion flexible con componentes de visión artificial vision en robotica industrial 29 vision en robotica industrial 30 vision en robotica industrial 31 vision en robotica industrial 32 vision en robotica industrial 33 Un problema de ensamblaje • Apilar discos de tamaño decreciente • Los discos están pintados de negro mate, igual que el fondo: no pueden ser reconocidos desde vistas cenitales vision en robotica industrial 34 vision en robotica industrial 35 vision en robotica industrial 36 Proceso de localización visual vision en robotica industrial 37 Problema: deformaciones en las sombras producidas por la distancia entre la fuente de luz y la cámara. Solución: iluminación paralela usando lentes de Fresnel a ambos extremos: desde la fuente de luz y hacia la cámara. vision en robotica industrial 38 La localización puede hacerse combinando dos cámaras. La calibración del sistema implica establecer la correspondencia de posiciones físicas y coordenadas de la imagen. vision en robotica industrial 39 A- alimentador B- Estacion de control C- cinturon D- fotocelula detectora E- lampara F- empujador G- estación de inspección H- lampara I - creador de sombras para iluminación estructurada J-prisma K- pick station vision en robotica industrial 40 L-robot pick and place M- gripper N- Patron para pasar las piezas en la posición adecuada O- turnaround device P- desecho Q- trampilla R-desecho T- devoluciones U - componentes correctos vision en robotica industrial 41 vision en robotica industrial 42 vision en robotica industrial 43 vision en robotica industrial 44 vision en robotica industrial 45 vision en robotica industrial 46 Descargador de paletas de ejes de transmisión vision en robotica industrial 47 vision en robotica industrial 48 vision en robotica industrial 49 vision en robotica industrial 50 Universidad de Rochester • Visual Servoing • Añaden todavia mas flexibilidad mediante procesos de autocalibracion vision en robotica industrial 51 Decoracion de chocolates vision en robotica industrial 52 vision en robotica industrial 53 vision en robotica industrial 54 Universidad de Tokyo • Realimentación visual para el control de un manipulador: una mano vision en robotica industrial 55 Unversidad de Munich • Aplicacion a la detección de obstaculos y navegación • Está en su infancia debido: – – – – Limitaciones computacionales de los robots Complejidad Ruido Variabilidad en las escenas vision en robotica industrial 56 Sistema de seguimiento primitivo vision en robotica industrial 57 Sistema de posicionamiento controlado Correspondencia entre los espacios de configuración y de representación vision en robotica industrial 58 Experimento de seguimiento basado en realimentación visual Efecto de la velocidad sobre las medidas de anchura de los objetos percibidos vision en robotica industrial 59 vision en robotica industrial 60 vision en robotica industrial 61 vision en robotica industrial 62 Uso de haces de luz para reconocimiento de objetos Objetos que se confunden en vistas cenitales vision en robotica industrial 63 Posición de la cámara y el haz de iluminación controlada Configuración del sistema vision en robotica industrial 64 Geometria de la proyección del haz de luz sobre la superficie del objeto. La elipse BCDEF es la proyección sobre la superficie. vision en robotica industrial 65 vision en robotica industrial 66 vision en robotica industrial 67 vision en robotica industrial 68 vision en robotica industrial 69 vision en robotica industrial 70
