robotna čka a computer vision
DESCRIPTION
Robotna čka a Computer Vision. Robotika a spracovanie obrazu pre stredné školy. Pavel Petrovič, KAI FMFI UK Bratislava. Automatizácia a robotika. Nároky na pedagóga, študenta a technické vybavenie. Robustnosť Interaktívnosť Zrozumiteľnosť a názornosť Modularita, skladanie z komponentov - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Robotnačka a Computer Vision
Robotika a spracovanie obrazu pre stredné školy
Pavel Petrovič, KAI FMFI UK Bratislava
Automatizácia a robotika
Nároky na pedagóga, študenta a technické vybavenie
• Robustnosť
• Interaktívnosť
• Zrozumiteľnosť a názornosť
• Modularita, skladanie z komponentov
• Overené paradigmy
• Široká skupina používateľov
• Príklad: LEGO Robolab
Šírka možností
• PC vs. vyučovacia hodina• Technologický pokrok• Nové formy vhodnejších učebných pomôcok • Cieľ: skvalitnenie vyučovacieho procesu• Cesta: úzka spolupráca technikov,
pedagógov, didaktikov• Čo nás neminie: zdĺhavý iteračný a tvorivý
proces • Chceme sa ho zúčastniť!
Robotnačka
Robotnačka – technické parametre
• 2 krokové motory MICROCON SL17• Pero zdvíha solenoid a trvalý magnet• 6V olovený bezúdržbový akumulátor s kap. 3.3Ah• Polomer kolies: 25 mm• Rozvor kolies: 180mm• Výška: 70mm• Priemer vozíka: 210mm• Váha vozíka: ca. 2kg• Počet krokov na otočenie o 180 stupňov: 2880 (=360 * 80)• Radič: 8bit mikropočítač AT89S8252• Komunikácia s PC cez infrarečervený modul mac
SFH5110, HDSL4400 IR LED – priama viditeľnosť v rozsahu 2m
• Bluetooth modul Infineon – dosah 10m
Robotnačka – vlastnosti
• Kreslenie perom na papier alebo fixkou na zotierateľnej bielej tabuli
• Riadenie z ľubovoľného vyššieho programovacieho jazyka na vysokej úrovni (DLL) Delphi, C++, Java, Imagine Logo
• Polohové príkazy: otáčanie na mieste, posuvný pohyb po priamke
• Rýchlostné príkazy: ľubovoľná rýchlosť oboch motorov riadenie joystickom (volantom), resp. kreslenie kružníc
• Kombinované príkazy (rýchlostno-polohové)• Aproximácia kriviek (ostáva ako otvorený projekt)• 6 senzorov snímajúcich okraj alebo farebné ohraničenie
plochy• Automatické dobíjanie na dobíjacej stanici (nájde za pomoci
kamery po poklese napätia pod kritickú hodnotu)• Open-source vývoj softvéru, modifikovateľnosť• Použiteľnosť v sieťovom prostredí (TPC/IP)
Robotnačka – príklad použitia v Imagine
• new "oleobject [comname Robot.RobotCtrl.1 name r]
• r'connect "com4 0• r'alwayswait "on• r'pd• repeat 10 [r'fd 1000 r'rt 108]• r'pu
• r'ltspeed 10 40 180 = r1 + r2 r2 = 4*r1 -- 180 = 5*r1 r1 = 36, r2 = 4*36 = 144 r = (r2 - r1)/2 = (144-36)/2 = 54
Podmienené príkazy, senzory
• podmienka x, o, a: ((s XOR x) AND o >= 0) OR ((s XOR x) AND a == a)
• Splnená, keď robot schádza zo stola, alebo ohraničenej plochy:
x = 0, o = 63, a = 0
• Splnená, keď oba bitové senzory pred kolieskami, t.j. 4. a 6. bit vojdu na biely papier, alebo keď 2. Alebo 5. bit vojdu na čierny papier:
x = 101000 = 40 o = 010010 = 18 a = 101000 = 40 r'condition 40 18 40 r'fd 2000
Zoznam príkazov komponentu Robot
fd, bk, lt, rt,
fdspeed, bkspeed, rtspeed, ltspeed,
fdx, bkx, ltx, rtx,
pu, pd,
pos
condition, satisfied,
drawcalib,
isalive, getsensors, getvoltage, getactivity, isdone,
connect, setcomparam, getversion, getnum
server, getport, message, messages, password, exclusive, kickout, username, userfile, adduser, deluser, listusers, portnumber,
wait, alwayswait
Robotnačka a kamera
• Samostatne využiteľný komponent Cv4Logo
• Sada funkcií volateľných z ľubovoľného vyššieho
programovacieho
jazyka
Cv4Logo• Vstup z obrázkových súborov, USB kamery,
sieťovej kamery, AVI súboru, súboru umiestneného na WWW
• Kalibrácia kamery, zameranie obrazu• Detekcia tváre (alebo iných vzorov)• Detekcia polygónov• Lokalizácia robota (pohybujúceho sa objektu) • Jednoduchý vstup z myši• Objektový komponent viacero okien naraz• Prenos obrazu po TPC/IP sieti
Záver a námety na projekty
• Využitie vo výuke: matematika – alternatívna konštrukčná
geometria, slovné úlohy s názornou ukážkou fyzika – mechanika, dynamika, simulácia
javov v reálnom svete informatika – algoritmizácia
• Portabilita s Linuxom• Rozšírenie funkcií Cv4Logo• Implementovanie v rámci virtuálneho
laboratória (grant KEGA – Andrej Lúčny)
Poďakovanie
• Microstep-MIS
• Peter Tomcsanyi a autori Imagine
• Dušan Ďurina a robotická komunita
www.robotika.sk
• Andrej Lúčny a FMFI UK
• Intel a vývojári OpenCV