ГЛАВА 7. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧАХ АВТОМАТИЗАЦИИ ВИДЕОИНСПЕКЦИЙ, ИЗМЕРЕНИЙ И РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ
Контроль состояния и диагностика дефектов с помощью мобильных роботов являются важными мероприятиями по обеспечению качества, надежности и безопасности различных объектов и изделий.
Мобильные роботы, реализующие контрольно-диагностические операции в автоматическом или полуавтоматическом режимах, оснащаются специализированными компьютерными системами для обработки и анализа информации, которая может поступать с разных видов сенсорных устройств. Одними из наиболее перспективных являются системы технического зрения MP, которые находят все более широкое применение в разных областях техники и промышленности. Развитие прикладных СТЗ MP позволяют повысить эффективность использования MP в практических задачах.Системы технического зрения имеют преимущество перед человеком- оператором в следующих ситуациях: работа в опасных условиях; длительные и монотонные операции, требующие концентрации внимания; необходимость выдачи численной оценки на основе визуальной информации; большой объем обрабатываемых данных. Большинство СТЗ работает в циклическом режиме, решая такие задачи, как сравнение контролируемых образцов с эталоном, выявление визуальных дефектов, классификация, сортировка [211]. Благодаря повышению производительности компьютеров всё более широкое внедрение получает класс СТЗ, работающих в реальном масштабе времени [233]. Системы реального времени обрабатывают поступающие видеоизображения непрерывно и отличаются от систем предыдущего поколения жестким ограничением на время обработки изображения, а также зачастую малой подготовленностью условий работы и рабочего окружения.
Дистанционно управляемые или автономные подводные роботы могут осуществлять периодические видеоинспекции подводных инженерных сооружений, объектов и коммуникаций, определяя их текущее техническое состояние, что позволяет реализовать комплекс мероприятий по их обслуживанию и ремонту. Системы технического зрения являются перспективными и для применения в качестве основных или дублирующих систем навигации летающих мобильных роботов (самолетов, вертолетов).
Для СТЗ мобильных роботов актуальными являются задачи распознавания образов предметов и ориентиров, которые позволяют решать не только технологические задачи (распознаваниепредметов определенной формы для манипуляции с ними), но и проблемы навигации MP (распознавание искусственных ориентиров определенной формы для определения местоположения робота). Кроме того, методы обработки изображений могут использоваться в портативных контрольно-диагностических системах. Например, предложенные в главе 3 методы сопоставления ориентров, используемые для точного позиционирования MP, можно с успехом применить для автоматизации тепловизионного контроля объектов и оборудования с использованием переносных инфракрасных камер. Наибольший эффект здесь дают методы совместной регистрации и обработки видео- и термоизображений. При этом видео- термоконтроль объектов и оборудования может осуществляться как с помощью мобильных роботов, так и в ручную, при перемещении операторов по определенному маршруту.
Решению этих задач мобильной робототехники и посвящена данная глава. Основное внимание здесь уделено разработке алгоритмического и программного обеспечения для автоматизации обработки огромных массивов информации и реализации на базе СТЗ MP программно-измерительных, обрабатывающих и диагностических комплексов реального времени.
7.1.