GotAI.NET

Форум: Проблемы искусственного интеллекта

 

Регистрация | Вход

 Все темы | Новая тема Стр.1 (42)След. > >>   Поиск:  
 Автор Тема: Универсальный робот Robosonic RS
victorst
Сообщений: 702
Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 26 дек 14 8:13
Изменено: 26 дек 14 8:13
Никому сейчас не нужны разговоры, о том как будет все прекрасно. Всем нужна демонстрация действующего прототипа. Чтобы быть предельно конкретным, начну с наиболее простой (а на самом деле довольно непростой) версии робота, состоящего из зрительной системы и одной руки. А затем, если получу удовлетворительные результаты, перейду к следующей, расширенной версии робота.

Итак, сформулирую первоначальное ТЗ для робота Robosonic RS A. Т. е. робота версии A.
1. Назначение робота: Сортировка мелких предметов на рабочей поверхности. Мелкими предметами могут быть гвоздики, шурупы, шайбы, гайки, болты-винты, различные виды зерен, семена, а также всевозможные детальки и предметы, которые робот ранее может никогда не знать и не видеть. Сортировку робот должен производить в разные кучки или заранее установленные контейнеры.
2. Механическая конструкция робота:
2.1. Рука произвольной конструкции с электрическим приводом, захват или набор различных самосменямых захватов и насадок. Рука должна быть оснащена некоторыми сенсорами, состав которых я уточню позже.
2.2. Голова со зрительной системой, имеющая собственные электромеханические приводы.
2.3. Блок управления.
Далее я буду описывать ход разработки, описание поставленных экспериментов и полученные результаты.

Чтобы не повторяться, всю основную информацию по проекту буду выкладывать на страничку проекта моего сайта: http://www.aigod.com/robosonic-rs-rus
[Ответ][Цитата]
victorst
Сообщений: 702
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 26 дек 14 8:16
Начну проектирование с самого важного и сложного узла - системы зрения робота. А точнее, начну разработку модуля монокулярного зрения (ММЗ). Проще говоря, разработаю один глаз робота.
Для него также составлю простенькое ТЗ.
1. Назначение. Преобразование полученного цветного изображения наблюдаемой сцены в поток особым образом сжатых данных, описывающих сцену в красном, зеленом, синем и яркостном каналах.
2. Механическая конструкция:
2.1. Герметичный автономный модуль, включающий в себя:
2.1.1. Электронная плата микропроцессорного контроллера.
2.1.2. Оптический сенсор.
2.1.3. Электромеханические приводы фокусировки, диафрагмы, механической заслонки ("веко").
2.1.4. Регулируемый по яркости и спектральному составу светильник подсветки.
2.2. Внешний блок питания.
2.3. Компрессор с фильтром для создания избыточного атмосферного давления внутри корпуса ММЗ.
3. Канал связи: RS 422. Это четырехпроводный аналог обычного RS-232 с оптической развязкой. Это позволит существенно увеличить помехоустойчивость канала связи.
4. Входные сигналы:
4.1. Управление всеми приводами.
4.2. Управляющий сигнал обратной связи процессору обработки изображения.
5. Выходные сигналы:
5.1. Статус ММЗ.
5.2. Сжатые данные кадра изображения.
Прошу обратить внимание, что вся информация включая видео должна передаваться по довольно медленному каналу связи. Поэтому компрессия данных должна быть достаточно высокой для возможности работы системы в режиме реального времени.
[Ответ][Цитата]
dr2chek
Сообщений: 843
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 26 дек 14 9:44
Цитата:
Автор: victorst
Канал связи: RS 422. Это четырехпроводный аналог обычного RS-232 с оптической развязкой. Это позволит существенно увеличить помехоустойчивость канала связи.

Простите, а нахрена?
Вы что, собрались во время грозы гаечки по кучкам раскладывать?
[Ответ][Цитата]
victorst
Сообщений: 702
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 26 дек 14 10:24
Цитата:
Автор: dr2chek
Простите, а нахрена?
Вы что, собрались во время грозы гаечки по кучкам раскладывать?
В промышленных условиях всякие-разные USB, LPT и прочее сильно сбоят. Даже дома если рядом включить пылесос, то его искрящие щетки коллектора могут привести к сбою в работе например, шагового двигателя.
[Ответ][Цитата]
Victor G. Tsaregorodtsev
Сообщений: 3042
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 27 дек 14 4:40
Цитата:
Автор: victorst
Преобразование полученного цветного изображения наблюдаемой сцены в поток особым образом сжатых данных, описывающих сцену в красном, зеленом, синем и яркостном каналах.

Прошу обратить внимание, что вся информация включая видео должна передаваться по довольно медленному каналу связи. Поэтому компрессия данных должна быть достаточно высокой для возможности работы системы в режиме реального времени.

Ну, если можно будет опознавать объекты только по цвету (ну и/или по геометрическим характеристикам цветового "пятна") - то, фактически, всё решает алгоритм автоматической сегментации картинки, предложенный профессоршей-шефиней студенческой команды из Карнеги-Меллона, в районе 2000х бравшей чемпионства в робокаповском футболе.
Алгоритм не просто однопроходный, но и копеечной (по числу процессорных команд на пиксел) вычислительной стоимости, бьет картинку на 2-32 цвета.

Если же надо будет обеспечивать фотографическое качество сжатой картинки - см совсем недавнюю разработку http://bellard.org/bpg/
Она при том же размере сжатой картинки - даёт качество лучше жипега, соответственно, при сравнимом с жипегом качестве жатая картинка будет меньше размером.
[Ответ][Цитата]
victorst
Сообщений: 702
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 27 дек 14 6:32
Изменено: 27 дек 14 6:37
Цитата:
Автор: Victor G. Tsaregorodtsev
Ну, если можно будет опознавать объекты только по цвету (ну и/или по геометрическим характеристикам цветового "пятна") ...
Все будет совсем не так просто. Здесь речь идет лишь о первичном звене зрительной обработки робота. На этом этапе управляющими параметрами зрительного процессора будут:
1. Центр поля внимания внутри всего кадра.
2. Количество и пропорции иерархического дерева полей внимания внутри одного кадра. Тут все довольно просто. Сначала берем самое большое поле внутри кадра. Допустим, кадр 640 х 480.
Зададим поле 0 уровня = 400 х 400 с центром X=100, Y=210, поля 1 уровня размером 150 х 150 и т.д.
3. Размер сжатого изображения, например 8 х 8 или 16 х 16 пикселов.
Тогда нужно преобразовать поля к размеру п 3. и перемещаться слева направо сверху вниз с шагом, кратным п. 3. для того, чтобы все поле было просканировано.
Затем каждое изображение из иерархии размером п. 3 сжимаются до размера 64 битного числа.
Поток этих чисел и посылается в следующий модуль, занимающийся обработкой изображений.
Но об этом поговорим в следующий раз.
Заметьте, что ни о каких пятнах, сегментации, а тем более распознавании наблюдаемых объектов я пока ничего не писал.
Программный прототип этого модуля у меня успешно работает.
[Ответ][Цитата]
dr2chek
Сообщений: 843
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 27 дек 14 21:46
Цитата:
Автор: victorst

В промышленных условиях всякие-разные USB, LPT и прочее сильно сбоят. Даже дома если рядом включить пылесос, то его искрящие щетки коллектора могут привести к сбою в работе например, шагового двигателя.

Замечательно.
А сколько процентов времени от всего проекта вы предполагаете уделить этому интерфейсу?
И еще - зачем использовать медленный интерфейс - возьмите беспроводной ethernet, WiFi и все будет летать.
[Ответ][Цитата]
victorst
Сообщений: 702
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 7:52
Изменено: 28 дек 14 7:53
Цитата:
Автор: dr2chek
Замечательно.
А сколько процентов времени от всего проекта вы предполагаете уделить этому интерфейсу?
И еще - зачем использовать медленный интерфейс - возьмите беспроводной ethernet, WiFi и все будет летать.
Вы знаете, какая задержка по беспроводному интерфейсу? Для систем реалтайма это не вариант.
Хочу уточнить, что предполагаю 5 этапов разработки робота:
1. Разработка зрительной подсистемы, основанная на заранее созданных комплектах тестовых фото.
2. Стенд зрительной подсистемы в виде стереопары обычных вебкамер, подключенных к компьютеру по USB.
3. Стенд рука - стереокамеры с обычными модельными сервоприводами.
4. Стенд, максимально приближенный к опытному образцу по отдельным узлам.
5. Опытный образец робота.
Предполагаю разрабатывать некоторые узлы параллельно для различных этапов, если нет зависимости от результатов разработки предыдущих этопов.
[Ответ][Цитата]
dr2chek
Сообщений: 843
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 9:23
Цитата:
Автор: victorst

Вы знаете, какая задержка по беспроводному интерфейсу? Для систем реалтайма это не вариант.

Знаю. Не более 0,1сек. И чем это не вариант?
[Ответ][Цитата]
victorst
Сообщений: 702
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 10:59
Изменено: 28 дек 14 11:11
Ethernet доставляет пакеты с негарантированной задержкой. Если бы он был так хорош для малых расстояний, то внутри персонального компьютера и вокруг него не было бы SATA, USB, FireWire PCI-Express и других интерфейсов. Кстати, в 1992 году я разработал для выпускаемых моей фирмой 8 битных компьютеров собственной разработки настольный последовательный интерфейс, для которого разработал внешние картриджи памяти - нечто похожее на сегодняшние USB FLASH накопители. Все работало просто прекрасно и были курьезные случаи, когда десятки пользователей наших компьютеров - предшественников компьютеров Atari загружали игры с такого картриджа, вынимали его из включенного компьютера, передавая другим, а те в свою очередь, также загружали одну из множества игр картриджа. Упаковка игр в картридж также делалась нашими сотрудниками. Но потом пришли IBM PC совместимые компьютеры или просто персональные компьютеры и все, наших самодельных компьютреров не стало, остались только следы в википедии.
Вот еще вспомнил. В 1987 году , когда ArcNet еще боролся с Ethernet я разработал (включая протоколы всех уровней и электрические схемы) локальную сеть всего с одной витой парой для компьютеров IBM PC-AT. Магистральные усилители в такой сети работали на вход и на выход двунаправленно. Скорость тогда определялась советской элементной базой и составляла 1 бегабит с оптической развязкой. Максимальное расстояние, на которое я реально соединял несколько компьютеров было более 500 метров, выполненное обычным электрическим проводом, который мы сами скручивали. Разумеется, контроллеры в компьютеры и программные драйверы мы делали самостоятельно.
Но это все оффтоп и пора вернуться к основной теме.
[Ответ][Цитата]
dr2chek
Сообщений: 843
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 22:00
Цитата:
Автор: victorst

Ethernet доставляет пакеты с негарантированной задержкой. Если бы он был так хорош для малых расстояний, то внутри персонального компьютера и вокруг него не было бы SATA, USB, FireWire PCI-Express и других интерфейсов.

Неужели для связи вашего робота с компом могут потребоваться "SATA, USB, FireWire PCI-Express и другие интерфейсы"?
У него собственных мозгов совсем не будет?
[Ответ][Цитата]
victorst
Сообщений: 702
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 22:16
Изменено: 28 дек 14 22:37
Давайте пока вопросы про интерфейсы отложим, т.к. есть дела поважнее. Чуть выше я написал, что самым первым этапом будет работа системы вообще без камеры с набором тестовых фото.

Я предполагаю, что ММЗ (модуль монокулярного зрения) не должен заниматься никаким распознаванием сложных образов. Попытаюсь сформулировать его функции.
1. Автономные функции. Сюда входят автофокусировка, балансиовка яркости получаемого изображения и т.д.
2. Функции обработки изображения для передачи другим модулям.
ММЗ не должен выделять линий, окружностей, углов и т.д. Его задачей является представление в более простом виде переходов между пикселами поля зрения камеры. Причем выходное разрешение изображения будет существенно меньше исходного. Однако за счет задания положения поля внимания на исходном изображении и его размеров ММЗ будет передавать только самую необходимую информацию.
Отдельно нужно продумать возможность детектирования движения в поле камеры. Иначе может получиться ситуация, когда при малом поле внимания что-то важное может выпасть из наблюдения. Например, что-то угрожающее и опасное.
[Ответ][Цитата]
dr2chek
Сообщений: 843
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 22:39
Цитата:
Автор: victorst

Давайте пока вопросы про интерфейсы отложим, т.к. есть дела поважнее. Чуть выше я написал, что самым первым этапом будет работа системы вообще без камеры с набором тестовых фото.

Если есть "дела поважнее", то и не нужно заниматься демагогией, выделяя оптоинтерфейс!
А по сути, считаю, что 1-й этап лишний - нужно сразу переходить к обработке 3Д-картинки от камер. Кстати, зум там будет? Нужна имитация фовеального пятна через зум. И как планируется обеспечивать дивергенцию? Будут сервоприводы на каждый "глаз"?
Но может важнее все-таки сама "рука" - без нее всяко не будет целостной системы, и вначале стоит заняться ею. Учитывая, что в ней должны быть тактильные сенсоры, работы вам лет на 10-15... Это оптимистический прогноз
[Ответ][Цитата]
victorst
Сообщений: 702
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 22:54
Изменено: 28 дек 14 22:56
2dr2chek: Спасибо вам за ваш прогноз. Где же это вы увидели демагогию? Думаю, что эта тема - одна из самых практических на данном форуме.
Я все-таки начну с разработки зрительной системы потому, что считаю это более важным и первоочередным. Что толку от руки, если глаз не видит ни ее ни захватываемые предметы. В 1981 году будучи студентом на производственной практике на заводе я был оператором токарного станка-автомата. А рядом была закрытая зона со стеклянными раздвижными стенами, где роборука подносила и убирала детали от 3 станков. Насмотрелся вдоволь на работу робота вблизи. Много лет спустя я даже купил списанного пневматического робота - руку. Его грузоподъемность была около 1 кг. Зато весил он килограммов 150. Пришлось потом его выбросить, т.к. в квартире я не смог его реанимировать.
Сейчас у меня свой дом побольше, так что я могу позволить себе эксперименты помасштабнее.

[Ответ][Цитата]
Jenka
Сообщений: 821
На: Универсальный робот Robosonic RS
Добавлено: 28 дек 14 23:00
Цитата:
Автор: victorst
Никому сейчас не нужны разговоры, о том как будет все прекрасно. Всем нужна демонстрация действующего прототипа. Чтобы быть предельно конкретным, начну с наиболее простой (а на самом деле довольно непростой) версии робота, состоящего из зрительной системы и одной руки. А затем, если получу удовлетворительные результаты, перейду к следующей, расширенной версии робота.


а чем ваш робот будет принципиально отличатся от обычного промышленного робота которые устанавливают на конвейер? там тот же глаз расположен сверху.. внизу лента едет с детальками а автоматическая рука выбирает бракованные детальки.. алгоритм анализа деталек можно задавать оч сложный
[Ответ][Цитата]
 Стр.1 (42): [1]  2  3  4  5  ...  42След. > >>