विजुअल सिस्टम-वे कैसे काम करते हैं और कैसे काम करते हैं
चूंकि रोबोट इंसानों की तरह जीवित जीव नहीं हैं, इसलिए उनके पास आंखें और दिमाग नहीं है और दृश्य जानकारी प्राप्त करने के लिए उन्हें विशेष तकनीकी संवेदी उपकरणों की आवश्यकता होती है जिन्हें विजुअल सिस्टम कहा जाता है।
विजुअल सिस्टम अनुमति देते हैं रोबोटों डिजिटल उपकरणों के एक सेट का उपयोग करके काम की वस्तुओं और दृश्यों की छवियां प्राप्त करें, उन्हें रूपांतरित करें, संसाधित करें और उनकी व्याख्या करें, ताकि रोबोट एक्ट्यूएटर इस डेटा के अनुसार पर्याप्त रूप से कार्य कर सके।
बहुत संवेदनशील प्रणालियों की तुलना में, यह दृष्टि प्रणालियां हैं जो रोबोट को सामान्य रूप से कार्य करने के लिए 90% तक दृश्य जानकारी देने में सक्षम हैं। इस प्रकार, मशीन दृष्टि को लागू करने की समस्या को कई चरणों में हल किया जाता है: सूचना प्राप्त की जाती है, संसाधित की जाती है, फिर खंडित और वर्णित की जाती है, फिर पहचानी जाती है और व्याख्या की जाती है।
डिजिटल छवि के रूप में प्रदान की गई मूल जानकारी पूर्व-संसाधित होती है, इससे शोर हटा दिया जाता है, किसी दृश्य या वस्तु के अलग-अलग तत्वों की छवि गुणवत्ता में सुधार होता है।सूचना को तब खंडित किया जाता है - दृश्य को सशर्त रूप से भागों में विभाजित किया जाता है जिन्हें अलग-अलग तत्वों के रूप में पहचाना जाता है, जिनमें से प्रत्येक को पहचाना जा सकता है, और फिर रुचि की वस्तुओं को हाइलाइट किया जाता है।
चयनित वस्तुओं की जांच विशेषता मापदंडों द्वारा की जाती है, जिन्हें सूचनाओं के सरणियों के साथ वर्णित किया जाता है, इसलिए आगे मापदंडों द्वारा आवश्यक वस्तुओं का चयन करना संभव है। प्रोग्राम का उपयोग करके आवश्यक वस्तुओं को चिह्नित और पहचाना जाता है। अंत में, पहचानी गई वस्तुओं को पहचानने योग्य वस्तुओं के एक या दूसरे समूह से संबंधित के रूप में व्याख्या और चिह्नित किया जाता है, जिसके बाद उनकी दृश्य छवियां स्थापित होती हैं।
तकनीकी दृष्टि प्रणाली में, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स और वीडियो सेंसर की मदद से छवि की जानकारी विद्युत संकेतों के रूप में प्रस्तुत की जाती है। यह अनिवार्य रूप से एक प्राथमिक परिवर्तन है। आमतौर पर, एक ऑप्टिकल कैमरा, एक संवेदनशील तत्व, एक स्कैनिंग डिवाइस का उपयोग करके छवि को पढ़ा जाता है, जिसके बाद सिग्नल को बढ़ाया जाता है।
इस प्रकार प्राप्त जानकारी को श्रेणीबद्ध रूप से संसाधित किया जाता है। सबसे पहले, छवि को वीडियो प्रोसेसर द्वारा संसाधित किया जाता है। यहां, मुख्य पैरामीटर छवि की रूपरेखा है, जो इसे बनाने वाले बिंदुओं के सेट के निर्देशांक द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसके अलावा, कंप्यूटर जो सिस्टम का हिस्सा है, रोबोट के लिए नियंत्रण संकेत उत्पन्न करता है।
वीडियो सेंसर विशेष केबलों का उपयोग करके दृष्टि प्रणाली के अन्य भागों से जुड़े होते हैं, जैसे कि ऑप्टिकल केबल, जिसके माध्यम से सूचना उच्च आवृत्ति पर और न्यूनतम नुकसान के साथ प्रसारित होती है।
वीडियो सेंसर में बिंदु, एक-आयामी या द्वि-आयामी संवेदन तत्व हो सकते हैं।बिंदु-संवेदी तत्व वस्तु के छोटे भागों से दृश्य विकिरण प्राप्त करने में सक्षम हैं, और एक पूर्ण रेखापुंज छवि प्राप्त करने के लिए, विमान के साथ स्कैन करना आवश्यक है।
एक आयामी सेंसर अधिक जटिल होते हैं, वे बिंदु तत्वों की एक पंक्ति से युक्त होते हैं जो स्कैनिंग के दौरान वस्तु के सापेक्ष चलते हैं। 2D तत्व अनिवार्य रूप से असतत बिंदु तत्वों का एक मैट्रिक्स है।
ऑप्टिकल सिस्टम संवेदनशील तत्व पर एक छवि प्रोजेक्ट करता है, सेंसर द्वारा कवर किए गए कार्य क्षेत्र का आकार पहले से निर्धारित किया जा रहा है। ऑप्टिकल सिस्टम में आने वाले प्रकाश की मात्रा को समायोजित करने के लिए एक समायोज्य एपर्चर लेंस है और लेंस से विषय परिवर्तन की दूरी के रूप में तीक्ष्णता पर ध्यान केंद्रित करता है।
विभिन्न प्रकार के ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण वीडियो सेंसर के रूप में कार्य कर सकते हैं, ठोस-राज्य ट्रांसड्यूसर से लेकर वीडिकॉन वैक्यूम ट्यूब-आधारित टेलीविजन कैमरे तक। तकनीकी दृष्टि का आधार कृत्रिम बुद्धिमत्ता का सहारा लिए बिना इन सेंसरों से सूचना की धारणा और पूर्व-प्रसंस्करण है।
यह सिस्टम का सबसे निचला स्तर है। अगला विश्लेषण, विवरण और मान्यता है - यहाँ आधुनिक कंप्यूटर और जटिल एल्गोरिथम सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया जाता है - मध्य स्तर। उच्चतम स्तर पहले से ही कृत्रिम बुद्धिमत्ता है।
वास्तव में औद्योगिक रोबोट में पहली पीढ़ी की दृष्टि प्रणालियाँ व्यापक हैं, जो सपाट छवियों और सरल आकृतियों वाली वस्तुओं के साथ काम की पर्याप्त गुणवत्ता प्रदान करती हैं। उनका उपयोग भागों को पहचानने, क्रमबद्ध करने और रखने के लिए किया जाता है, भागों के आयामों की जाँच करें, उनकी तुलना ड्राइंग से करें, आदि।
दृष्टि प्रणाली का एक विशिष्ट कार्यान्वयन इस तरह दिखता है। रोबोट का कार्य क्षेत्र, जहां पुर्जे स्थित हैं, लैंप से रोशन है।कार्य क्षेत्र के ऊपर एक अवलोकन मोबाइल टीवी कैमरा है, जिसमें से तकनीकी दृष्टि प्रणाली की मुख्य इकाई को केबल द्वारा वीडियो जानकारी दी जाती है।
मुख्य इकाई से, सूचना (संसाधित रूप में) रोबोट नियंत्रण इकाई को भेजी जाती है। उपकरण भागों की छँटाई करता है, तकनीकी दृष्टि प्रणाली के सॉफ़्टवेयर से प्राप्त जानकारी के अनुसार कंटेनरों में उनकी व्यवस्थित पैकिंग करता है।
बुद्धिमान और अनुकूली रोबोट जो आज सक्रिय रूप से विकसित हो रहे हैं, दूसरी और तीसरी पीढ़ी की प्रणालियों के आधार पर, त्रि-आयामी छवियों और अधिक जटिल वस्तुओं के साथ काम करने में सक्षम हैं, अधिक सटीक माप बनाते हैं और वस्तुओं को अधिक सावधानीपूर्वक और तेज़ी से पहचानते हैं।
वैज्ञानिक और तकनीकी अनुसंधान की मुख्य दिशा आज दृष्टि प्रणालियों और सॉफ्टवेयर में सुधार और उनके एल्गोरिथम समर्थन, विशेष कंप्यूटरों का निर्माण, साथ ही मौलिक रूप से नई दृष्टि प्रणाली है, क्योंकि रोबोटिक्स का उपयोग तेजी से मांग और इसके क्षेत्र में है औद्योगिक कार्यान्वयन लगातार विस्तार कर रहा है।
आज, रोबोट के लिए और अधिक उन्नत संवेदनशील उपकरण विकसित किए जा रहे हैं, जो रोबोट को अधिक से अधिक बाहरी जानकारी संचारित करने में सक्षम हैं। अब यह स्पष्ट है कि जटिल सेंसर, सिद्धांत रूप में, दृश्यों और छवियों को समग्र रूप से देख सकते हैं, जिसका अर्थ है कि भविष्य में रोबोट अतिरिक्त बाहरी उत्तेजनाओं के बिना कार्य क्षेत्र के स्थान पर स्वतंत्र रूप से उद्देश्यपूर्ण क्रियाएं करने में सक्षम होंगे।
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