1 / 36

פרויקט: רובוט צייר

פרויקט: רובוט צייר. מגישים: אופיר ארז אלכס לזיקין מנחה: ארי טוטפלד. מטרות הפרויקט. פיתוח וכתיבת תוכנה המאפשרת לרובוט לזהות את כיוון התקדמותו בעזרת מצלמה המכוונת לתקרה. הזיהוי כולל: זיהוי הזווית שהרובוט מסתובב אליה. זיהוי כיוון הסיבוב. זיהוי המרחק שהרובוט עובר בתנועה בקו ישר.

tanek-buck
Télécharger la présentation

פרויקט: רובוט צייר

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. פרויקט: רובוט צייר מגישים: אופיר ארז אלכס לזיקין מנחה: ארי טוטפלד

  2. מטרות הפרויקט • פיתוח וכתיבת תוכנה המאפשרת לרובוט לזהות את כיוון התקדמותו בעזרת מצלמה המכוונת לתקרה. הזיהוי כולל: • זיהוי הזווית שהרובוט מסתובב אליה. • זיהוי כיוון הסיבוב. • זיהוי המרחק שהרובוט עובר בתנועה בקו ישר. • זיהוי כיוון ההתקדמות. • כתיבת תוכנה המעבירה את הרובוט מנקודה אחת במרחב לנקודה שנייה. • שליחת נתוני שרטוט מהמחשב אל הרובוט במטרה שהרובוט ישרטט את הציור על הרצפה. • בניית חומרה שתאפשר התממשקות בין בקר הרובוט, המחשב והעט.

  3. נתוני הרובוט • הנתונים הרלוונטיים שמספק הרובוט: • x, y, z של מרכז הרובוט ברשת גלובלית. • זווית הסיבוב הגלובלית של הרובוט. • מהירויות הגלגלים. • סטטוס פורטי המוצא והכניסה. • ערך המתח של הסוללה.

  4. השימוש במצלמה לשם מה? • זיהוי המרחק שהרובוט עבר • זיהוי זווית הסיבוב אליה הרובוט הסתובב • שילוב של זיהוי מרחק וזיהוי זווית סיבוב 

  5. מחשב מקלט ווידאו מצלמה משדר ווידאו Frame grabber משדר / מקלט RS 232 תמונה שהרובוט צריך לצייר משדר / מקלט RS 232 רובוט זרוע סכימת בלוקים של המערכת תוכנה שרצה ברובוט (PSOS) תוכנה שרצה במחשב

  6. דיאגראמת בלוקים של המערכת

  7. אלגוריתמים • האלגוריתמים שמומשו בפרויקט: • תרגום בין שתי מערכות צירים • אלגוריתם שרטוט על הרצפה • אלגוריתם זיהוי המרחק • אלגוריתם זיהוי זווית הסיבוב • אלגוריתם ביטול רעש • אלגוריתם תיקון תנועה

  8. תנועת הרובוט תרגום בין שתי מערכות צירים • מערכת צירי מסך: • ציר X מכוון ימינה וציר Y מכוון למטה. • מערכת צירים קבועה במקומה. • מערכת צירי רובוט: • ציר X מכוון בכיוון התקדמות הרובוט וציר Y מכוון לעבר דופן שמאל של הרובוט. • מערכת צירים קבועה לרובוט (המערכת זזה ומסתובבת עם הרובוט).

  9. תרגום בין שתי מערכות צירים • טרנספורמציית המעבר בין המערכות θ הינה הזווית בין שתי מערכות הצירים

  10. אלגוריתם שרטוט על הרצפה

  11. d תמונה 1 תמונה 2 אובייקט שקיים בשתי התמונות אלגוריתם זיהוי המרחק • דגימת תמונה ראשונה  תנועה  דגימת תמונה שניה • הנחות: • כמעט אותם אובייקטים נמצאים בשתי התמונות הדגומות ללא שינויים מהותיים. • האובייקטים מספיק גדולים כך שהם נבדלים מהותית מן הרקע והרעש. • מסקנות שהוסקו תוך כדי עבודה: • יש צורך לדגום לתקופות יחסית קצרות. • עדיף לבצע זיהוי מרחק ע"י זיהוי המרחק בין האובייקטים ולא מתוך הרקע.

  12. עוצמה של שורה עוצמה של שורה d מס' שורה תמונה 1 תמונה 2 מס' שורה הטלה מס' 1 מס' שורות d הטלה מס' 2 מס' שורות הרעיון: צעד 1 • מציאת היטלים כלומר ההיטלים נראים כך:

  13. הטלה מס' 1 הטלה מס' 2 "מרחק" בין הטלות d מס' שורה הרעיון: צעד 2 • נמקם את ההיטלים זה מול זה ונחסירם האחד מתוך השני. • המרחק d בין שיאי ההיטלים נותר בעינו גם לאחר החיסור.

  14. הטלה מס' 1 הטלה מס' 2 "מרחק" בין הטלות מס' שורה הרעיון: צעד 3 ביצוע הזזה של היטל אחד ביחס לשני, תוך כדי חיסור • ההפרש הקטן ביותר בין הפרופילים (קרוב לקבוע) מתקבל כאשרהתמונות הוזזו למצב בו האובייקטים התלכדו. • כדי להדגיש את ההפרש בין האובייקטים לבין הרקע, מתבצעת גזירה על ווקטור ההפרש. • כדי לבצע השוואה בין תוצאת גזירה אחת לתוצאת גזירה אחרת (בין הזזה אחת לשניה), מסכמים את ערכי ווקטור הגזירה לשם קבלת סקלר. • מתקבל ווקטור של סקלרים. כל סקלר מתייחס לטיב הקירבה בין ההיטלים. • ככל שהסקלר נמוך יותר, ההיטלים קרובים יותר זה לזה. • אינדקס המיקום של הסקלר עם הערך המינימלי, מציין את המרחק שבין שני ההיטלים.

  15. הטלה מס' 1 הטלה מס' 2 תמונה 1 תמונה 2 הטלה מס' 1 הטלה מס' 2 "מרחק" בין הטלות הרעיון: צעד 3 - המשך

  16. הרעיון: צעד 3 - סיכום • הנוסחה המתאימה לשלבים שהוגדרו הינה: • במיקום j=d ימצא המינימום הדרוש.

  17. מה קורה מעשית ?

  18. אלגוריתם זיהוי זווית הסיבוב • כאשר תמונה אחת מסובבת ביחס לשנייה מסובבים את אחת התמונות עד שנוצרת התלכדות. • הסיבוב מתבצע בקואורדינאטות פולאריות, כדי לסובב יותר מהר.

  19. הרעיון • התמונות תהיינה באותה זווית כאשר האובייקטים שבהן יהיו "מקביליים". • המרחק בין האובייקטים יכול להיות שונה, אך הם שומרים על אותה זווית האחד ביחס לשני. • חיסור רגיל של תמונות לא עוזר כאן ולכן משתמשים ברעיון ההיטלים שהוצג קודם. חיסור רגיל של תמונות, מספק מעט אפסים ולכן מזוהה מינימום בצורה לא נכונה האובייקטים באותה זווית, אך מוזזים האחד ביחס לשני. חיסור רגיל של תמונות, מספק הרבה אפסים ולכן מזוהה מינימום למרות שהאובייקטים כלל לא באותה זווית האובייקטים לא באותה זווית

  20. שלבים • מסובבים תמונה אחת ביחס לשניה לזווית δ. • מחשבים היטלים אנכיים לשתי התמונות. • מוצאים לפי שיטת ההיטלים את המרחק בין האובייקטים בציר האנכי ואת הערך המינימלי של נגזרת המרחק האנכי: Dy. • מחשבים היטלים אופקיים לשתי התמונות. • מוצאים לפי שיטת ההיטלים את המרחק בין האובייקטים בציר האופקי ואת הערך המינימלי של נגזרת המרחק האופקי: Dx. • שמירת Dx+Dy בתא שבווקטור שגיאה יחד עם הזוית δ. כיצד נדע לאיזו זווית הרובוט באמת הגיע ? מציאת מינימום על ווקטור השגיאה לפי הערכים Dx+Dy יספק את הזווית δ המתאימה.

  21. מה קורה במציאות

  22. איבודי סנכרון אנכי איבודי סנכרון אופקי אלגוריתם ביטול רעש • הרעש שבמערכת נבע מאיבוד סנכרון

  23. הרעיון • קביעת רמת סף Noise Level =Max of projection vector + 20 • ביצוע דגימה

  24. חומרה • זרוע מ-"לגו" חשמלי • כרטיס אלקטרוני לבקרת מנוע ה-"לגו" מעגל לזיהוי מצב העט

  25. בעיות • תנועת רובוט קדימה  תנועת רובוט סיבובית

  26. תיקון אפשרי בעיות • תנועה קווית או סיבובית מלווה בתנועות תיקון

  27. בעיות • המרה לא ליניארית בין פקודה למרחק

  28. בעיות • המרה לא ליניארית בין פקודה לפיקסלים

  29. בעיות • תנועה קווית אחורה ולאחריה תנועה קדימה

  30. בעיות • רזולוציית התקדמות של הרובוט

  31. פתרון (חלקי) לבעיית תנועה קווית אחורה ולאחריה תנועה קדימה • שימוש בפקודת מהירות במקום פקודת מרחק • הנחה: מהירות הרובוט קבועה • חישוב פשוט של הזמן הדרוש לרובוט לעבור מרחק X על הרצפה לפי: • בפועל החישוב מורכב יותר עקב סחיפה ומהירות שאינה בהכרח קבועה לכל אורך המסלול

  32. פתרון לבעיית תנועה קווית אחורה ולאחריה תנועה קדימה

  33. תודה על ההקשבה

More Related