Основные требования к средствам очувствления. Задачи контроля сборочных процессов, страница 7

После сегментации изображения производится выделение признаков, которые должны быть инвариантны к положению и ориентации объектов и однозначно различать их. В качестве признаков используются такие характеристики формы, как площадь, периметр, количество отверстий и т. д. Набор этих характеристик составляет описание объекта, по которому производится классификация. Классификация объектов либо дефектов на объектах осуществляется с помощью дискриминационных функций. Наиболее распространенные методы классификации - так называемый метод "ближайшего соседа" и метод на основе использования двоичного дерева решений.

В синтаксических методах для описания объектов и сцен используются формальная грамматика, а процесс принятия решения основывается на синтаксическом анализе предложенных признаков.

Разработка СТЗ осуществляется по двум основным направлениям. Первое направление - одновременное проектирование систем управления роботом и СТЗ, что позволяет наиболее полно учесть требования, предъявляемые СТЗ к системам управления, спланировать необходимый объем оперативного запоминающего устройства, определить состав периферийного оборудования и т. д. Вторым направлением является разработка автономных СТЗ с учетом того, что промышленностью выпущены и продолжают выпускаться ПР без СТЗ.

К СТЗ, особенно в условиях гибкого автоматизированного производства, предъявляются требования работы в реальном масштабе времени, высокая надежность (достоверность распознавания), работа с двух- и трехмерными изображениями, универсальность, невысокая стоимость. Наиболее полно этим требованиям отвечает модульный принцип, при котором СТЗ создается в виде конструктивно единой совокупности аппаратных и программных модулей, представляющих собой единый пакет сервисных и прикладных программ. При таком подходе в зависимости от производственной ситуации и требований технологии из определенного множества аппаратных и программных модулей выбирается оптимальное подмножество, необходимое и достаточное для решения конкретной задачи.

ЭВМ, работающая с видеоинформацией, должна обладать достаточно большой памятью и высокоскоростным механизмом пересылки видеоданных. Увеличение быстродействия достигается созданием специальных аппаратных модулей для решения наиболее часто используемых типов алгоритмов. Гибкость достигается за счет возможности комбинирования выделенного набора основных алгоритмов, последовательность функционирования которых должна определяться программным путем. Хотя требованиям СТЗ в наибольшей мере отвечают специализированные ЭВМ, возможно построение СТЗ и на базе универсальных ЭВМ. При этом дополнительно необходимо некоторое аппаратное обеспечение, включающее платы видеоввода, видеовывода, а также платы некоторых типовых функций обработки изображения.

Существует несколько способов построения устройств ввода-вывода. Во-первых, способ предварительной буферизации, при котором изображение вводится в автономную память, соединенную с вычислительным устройством через стандартный интерфейс. Этот способ, однако, существенно снижает скорость видеоввода и приводит к дублированию аппаратуры.

Способ прямого доступа в память основан на захвате внутренней шины ЭВМ и высокоскоростном обмене данными с памятью, минуя центральный процессор. Этот способ позволяет реализовать простые и эффективные контроллеры ввода-вывода в реальном масштабе времени, однако, производительность процессора при этом снижается.

Третьим эффективным способом ввода-вывода является использование двухпортовой памяти. При этом производительность процессора не снижается и обеспечивается требуемая пропускная способность памяти посредством изменения формата обращения.