• Цели обучения

Слушатели

• Познакомятся с веб-камерой Robotino^® и научатся пользоваться ей.

• Научатся настраивать конфигурацию и использовать функции обнаружения линии в Robotino^® View.

• Ознакомятся с ограничениями и предельными условиями, связанными с обнаружением линии.

• Научатся выполнять прохождение по траектории с помощью веб-камеры.

• Описание проблемы

Автоматизированная управляемая транспортная система (АУТ) должна следовать вдоль видимой линии наведения на поверхности при помощи системы камер. АУТ должна остановиться после того, как будет достигнут конец линии наведения.

• Проектное задание

Запустите камеру Robotino® и создайте программу, которая позволяет получать доступ к изображению с видеокамеры. Расширьте эту программу добавлением функции для обнаружения линии. Установите параметры, которые позволяют осуществлять обнаружение линии и движение вдоль нее. Создайте программу для движения по траектории.

• Рабочие задания

1. Запуск веб-камеры на Robotino^®.

2. Выравнивание камеры.

3. Программирование функции обнаружения линии.

4. Описание и испытание функционального блока обнаружения линии.

5. Разработка стратегии для следования по траектории и создание программы управления с обратной связью.

6. Получение кривой значений для обнаружения линии.

1. Запуск веб-камеры на Robotino^®

1. Для реализации этого проекта в первую очередь вам потребуется запустить и протестировать веб-камеру Robotino®. Опишите свои действия и создайте диаграмму функциональных блоков, при помощи которой вы можете протестировать работоспособность камеры.

• Опишите свои действия пошагово:

Камера работает правильно, если изображение с камеры отображается в диалоговом окне параметров.

1. Выравнивание камеры

Для оценки изображения камеры необходимо ее настроить соответствующим образом.

Как необходимо выровнять камеру, чтобы она могла обнаруживать линию перед Robotino^®?

• Проведите необходимую настройку, объясните свои действия.

2. Программирование функции обнаружения линии

1. Расширьте программу для тестирования функции камеры по обнаружению линии.

• Кратко опишите необходимые для этого действия.

3. Описание и испытание функционального блока обнаружения линии

1. Опишите функции функционального блока обнаружения линии в Robotino^® View.

Вводы/ выводы	Тип	Стандарт	Описание
Ввод
Пороговое значение
Поиск начала
Поиск высоты
Выводы
x
Линия обнаружена

Вводы Пороговое значение, Поиск начала, Поиск высоты могут быть заданы вручную в диалоговом окне функционального блока, если соответствующий ввод в программе не занят.

Robotino^® передает сжатые изображения JPEG, которые декодируются в цветовом пространстве RGB. Это цветовое пространство представляет цвета обычным способом. Однако, его недостаток заключается в высокой чувствительности к воздействию света. Как правило, цветовое пространство YCbCr намного стабильнее относительно помех яркости. Преобразование цветового пространства возможно посредством функционального блока Colourspace conversion.

2. Протестируйте отдельные вводы/выводы модуля обнаружения линии и опишите выявленные в результате этого настрокйи. Выровняйте Robotino^® и камеру таким образом, чтобы линия на поверхности пола находилась в рабочем диапазоне камеры.

• Как отображаетя обнаруженная линия?

4. Получение кривой значения для обнаружения линии

Для реализации движения по траектории необходимо определить выходные значения, выданные модулем обнаружения линии. Это позволит вам принять решение о том, какую выбрать стратегию для реализации движения по траектории.

1. Какая информация выдается на выходе X модуля обнаружения линии?

2. Введите определенные значения в приведенную ниже таблицу.

Следующим образом получите кривую значений:

– Убедитесь в том, что линия обнаружена. Установить это можно по тому, что для ввода line found (линия найдена) установлено значение true (истина).

– Сначала поместите Robotino® так, чтобы обнаруженная линия была расположена в правом нижнем углу изображения камеры.

– Затем поворачивайте Robotino^® , пока обнаруженная линия не окажется прямо перед Robotino^®.

– Теперь поместите Robotino® так, чтобы обнаруженная линия была расположена в левом нижнем углу изображения камеры.

Положение	X величина при разрешении 800 x 600	X величина при разрешении 640 x 480	X величина при разрешении 320 x 240

5. Разработка стратегии для движения по траектории и создание программы управления с обратной связью

1. Опишите функции программы, необходимые для движения по траектории. Используйте среднее разрешение камеры (640 x 480).

2. Реализуйте необходимые функции в виде программы управления с обратной связью.

Используйте уже составленные вами последовательные программы управления или программы управления с обратной связью, внесите в них соответствующие изменения.

Используйте значения датчика для настройки скорости вращения для отклонения от центрального положения. Определите значение датчика посредством соответствующей функции.

Для ускорения обнаружения линии выберите низкое пороговое значение, например 20.

Используйте функциональный блок Image processing (Обработка изображения)  Image information (Информация об изображении) для определения центра изображения.

Не забудьте встроить в программу функцию защиты от столкновения. Адаптируйте выходные значения модуля обнаружения линии так, чтобы добиться непрерывного движения и приемлемого вращения без рывков. Медленно двигайтесь вперед.

Требуемая точка назначения достигается, когда система оказывается у конца линии наведения. После чего Robotino® должен остановиться.

3. Расширьте свою программу управления с обратной связью добавлением функции, которая останавливает Robotino®, если линия не обнаруживается.

4. Оптимизируйте обнаружение линии.

Вполне возможно, что кроме линии, вдоль которой система должна двигаться, на изображении камеры будут обнаружены другие линии, невидимые для невооруженного глаза. Они могут повлиять на обнаружение требуемой линии и привести к потере траектории, особенно, если эти линии находятся близко к границе изображения.

• Подумайте, как можно минимизировать эти воздействия на процесс обнаружения линии.

16. Проект 11 Поиск и приближение к цветному объекту с помощью веб-камеры