1.2 شاخص های پروژه

۲ برنامه اجرای پروژه

۲.۱ برنامه کلی

این پروژه برای آزمایش خودکار عملکرد نمایشگر، توسعه سیستم آزمایش خودکار نمایشگر مبتنی بر بینایی ماشین، طرح کلی سیستم همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. به ترتیب از سه جنبه توسعه و کنترل ماژول بازوی رباتیک، ماژول بینایی ماشین و توسعه یکپارچه سیستم، محتوای اصلی تحقیق شامل چند جنبه زیر است:
(1) ترکیب طراحی سیستم عامل سخت افزاری و سیستم نرم افزاری برای تکمیل طرح کلی ماشین آلات حرکتی با مختصات زاویه مستقیم؛ از طریق فناوری کنترل حرکت چند درجه آزادی، ایجاد سیستم کنترل سرو، تکمیل طراحی رابط عملیاتی نرم افزار و انسان و ماشین، ایجاد و طراحی ماشین آلات حرکت مختصات زاویه مستقیم.
(2) استفاده از فناوری های جمع آوری و پردازش تصویر، از طریق پیمانبندی دوربین، تقویت تصویر، حذف سر و صدا و استخراج لبه، بر اساس چارچوب توسعه برنامه های OpenCV و QT، به دست آوردن و انتقال اطلاعات وضعیت عملیاتی مانیتور، توسعه ماژول نظارت بر وضعیت عملیاتی مانیتور مبتنی بر دید ماشین.
(3) استفاده از طراحی ماژول عملکردی و تکنولوژی یکپارچه برای تکمیل ارتباطات و طراحی مطابقت عملکردی سیستم کنترل حرکت رباتیک با مختصات زاویه مستقیم و تجهیزات پردازش تصویر، برای تحقق آزمایش اتوماسیون وضعیت عملیاتی مانیتور مبتنی بر بینایی ماشین.

شکل 1 سیستم آزمایش اتوماسیون صفحه نمایش مبتنی بر بینایی ماشین

۲.۲ برنامه های اجرایی

این پروژه تحقیق در مورد تکنولوژی های کلیدی آزمایش اتوماسیون صفحه نمایش مبتنی بر دید ماشین را انجام می دهد، صفحه نمایش پس از ترموستات قرار داده شده است، از طریق دستگاه های اختصاصی ثابت شده است، زمانی که دست های ماشین به جای دست های انسان برای عملیات صفحه نمایش، نیاز به استفاده از دید ماشین برای نظارت بر وضعیت عملیات صفحه نمایش و بازخورد حلقه بسته از اطلاعات، و ایجاد پایگاه داده اطلاعات خرابی صفحه نمایش. برنامه های اجرایی خاص از سه جنبه توسعه و کنترل ماژول بازوی روباتیک، ماژول بینایی ماشین و توسعه یکپارچه سیستم انجام خواهد شد.

2.2.1 توسعه ماژول های تشخیص بصری ماشین

بینایی ماشینجایگزین چشم انسان برای اندازه گیری و قضاوت است.سیستم های بینایی ماشیناز طریق محصولات بصری ماشین (یعنی دستگاه های تصویر، هر دو نوع CMOS و CCD) هدف گرفته شده را به سیگنال تصویر تبدیل می کند و به دستگاه های اختصاصی ارسال می شود.سیستم پردازش تصویربه دست آوردن اطلاعات موردی هدف عکاسی شده، بر اساس توزیع پیکسل و روشنایی، رنگ و اطلاعات دیگر، به سیگنال های دیجیتالی تبدیل می شود؛ سیستم های تصویری عملیات مختلفی را بر روی این سیگنال ها انجام می دهند تا ویژگی های هدف را بکشند و سپس بر اساس نتایج تشخیص، حرکت دستگاه را در میدان کنترل کنند.
(1) جمع آوری سیگنال تصویر وضعیت عملیاتی مانیتور
تشخیص بصری ماشین برای وضعیت عملیاتی صفحه نمایش، با استفاده از تشخیص CCD، نقشه اصل اندازه گیری در شکل 3 نشان داده شده است. با استفاده از لنز، تصویر صفحه نمایش را روی CCD تصویر کنید (همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است). CCD و مدار محرک آن سیگنال جمع آوری شده را به ترتیب خروجی می کند، سپس از طریق تبدیل ماژول، داده ها را توسط کامپیوتر پردازش می کنند، از طریق پردازش تصویر و شناسایی، تصویر نهایی تصویر را تصویر می کنند و سپس به سیستم کنترل کامپیوتر بازخورد می دهند تا پایه تجزیه و تحلیل وضعیت عملیاتی صفحه نمایش را فراهم کنند.




شکل 3 نمودار اصل تشخیص بصری ماشین


شکل 4 نمودار سیستم اندازه گیری حسگر بصری


(2) پردازش تصویر وضعیت نمایشگر
تصاویر گرفته شده با CCD نیاز به پردازش تصویر و شناسایی به منظور دریافت یک تصویر دقیق و واضح از وضعیت عملیاتی صفحه نمایش دارد. ابتدا از طریق CCD و مدار محرک آن، مدل تصویر نقاط را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنید، سپس از طریق برنامه پردازش، تصویر را تقویت کنید، پردازش مقیاس خاکستری، حذف سر و صدا، تقسیم آستانه، استخراج لبه تصویر و غیره، در نتیجه دقت و دقت تشخیص را بهبود می بخشد، و در نهایت تصاویر جمع آوری شده را طبقه بندی می کند و پایگاه داده تشخیص خرابی صفحه نمایش را ایجاد می کند. سنجش دوربین و پردازش دوگانه سازی تصویر همانطور که در شکل های 5 و 6 نشان داده شده است.



تصویر 5 اندازه گیری دوربین
شکل 6 پردازش دوگانه تصویر

2.2.2 توسعه ماژول کنترل حرکت رباتیک با مختصات زاویه مستقیم

استفاده از ربات به جای دست انسان برای آزمایش اتوماسیون صفحه نمایش، نیاز به کنترل حرکت ربات و کنترل سیستم سرو بصری برای حرکت مختصات زاویه مستقیم، اپراتور دستورالعمل های عملیاتی را از طریق رابط تعاملی انسان و ماشین به سیستم کنترل ارسال می کند، کارت کنترل حرکت از حالت گشتاور استفاده می کند و اطلاعات مقدار دیجیتال را به خروجی پالس تبدیل می کند، حرکت مختصات زاویه مستقیم را کنترل می کند و عملیات مربوطه را انجام می دهد. سیستم های تشخیص کدگذار و سنسور برای تکمیل تشخیص موقعیت و مونت و انتقال سیگنال و تبادل داده های سیستم کنترل با سیستم تشخیص، تکمیل ماژول های سیستم کنترل و توسعه طراحی سیستم رباتیک، تضمین دقت حرکت و کارایی تست صفحه نمایش.

شکل 7 برنامه کنترل حرکت رباتیک برای حرکت مختصات زاویه مستقیم
تجزیه و تحلیل مقایسه ای از برنامه کنترل حرکت با ربات های با مختصات زاویه مستقیم طراحی شده با برنامه کنترل حرکت با ربات های متعدد محور سنتی انجام می شود که در شکل 7 نشان داده شده است. ماژول کنترل دست رباتیک حرکت مختصات زاویه مستقیم عمدتا برای کنترل دست رباتیک به جای دست انسان برای آزمایش صفحه نمایش، تشخیص سیستم برای تکمیل موقعیت و تشخیص مونت و تبادل داده بین سیستم های مختلف استفاده می شود.
1) کنترل سیستم حرکتی
کنترل دست رباتیک برای حرکت سه درجه آزادی و آزمایش صفحه نمایش به جای دست انسان. با توجه به اطلاعات موقعیت و مونت شناسایی شده توسط سیستم تشخیص، سیستم کنترل حرکت سه درجه آزادی را در فضا کنترل می کند و به جای دست انسان لمس، کلیک و غیره را در صفحه نمایش انجام می دهد.

شکل 8 نمودار یکپارچه سازی سیستم راننده
2) کنترل سیستم تشخیص
سیستم تشخیص برای تشخیص موقعیت حرکت دست های رباتیک و مونت استفاده می شود. کنترل سیستم تشخیص شامل تشخیص موقعیت حرکت رباتیک با مختصات زاویه مستقیم سه درجه آزادی، تشخیص اندازه مونت در صفحه نمایش تماسی انتهای عملگر و پارامترهای حرکتی مانند سرعت، فاصله و غیره است.
3) تبادل اطلاعات
سیستم تشخیص از اجزای مانند سنسور و کدگذار در انتهای سازمان اجرایی تشکیل شده است که سیگنال اندازه گیری شده توسط سنسور را به ماژول کنترل منتقل می کند و ماژول کنترل سیگنال بازخورد را از طریق یک رابطه تبدیل خاص برای کنترل حرکت روبات انجام می دهد.
4) تعامل انسان
کنترل حرکت روبات از طریق رابط تعامل انسان و ماشین، نوشتن نرم افزار سیستم حرکت خودکار، اپراتور منوی مربوطه را برای بدست آوردن داده های مورد نظر یا اجرای عملکرد مورد نظر برای اجرای تعامل انسان و ماشین انتخاب می کند. این سیستم نرم افزاری می تواند قابلیت کنترل حرکت چند درجه آزادی روبات را، تغییر حالت موقعیت و مونت، بازخورد حلقه بسته سیگنال مونت و ذخیره سازی اطلاعات خرابی صفحه نمایش را اجرا کند. توسعه داده های نرم افزار بر اساس سیستم عامل ویندوز 7، محیط زبان توسعه C ++ را انتخاب می کند و پایگاه داده پایگاه داده اوراکل را انتخاب می کند. رابط تعامل انسان و کامپیوتر کنترل شده توسط موتور در شکل 8 نشان داده شده است.

تصویر 8 رابط تعامل انسان و ماشین کنترل موتور

2.2.3 توسعه سیستم های آزمایش اتوماتیک

سیستم آزمایش اتوماسیون صفحه نمایش مبتنی بر دید ماشین نیاز به هماهنگی و همکاری مختلف واحدهای عملکردی دارد تا با هم آزمایش اتوماسیون صفحه نمایش را تکمیل کند. پژوهش اجازه می دهد تا سیستم آزمایش اتوماسیون حامل یکپارچه عملکرد مختلف واحد، طراحی اجرای موثر بدن حرکت، تحقق تشخیص وضعیت عملیاتی صفحه نمایش، ادغام یکپارچه کنترل دست رباتیک به جای صفحه نمایش دستی، تضمین عملیات کارآمد و هماهنگی فرآیند آزمایش اتوماسیون. کل سیستم آزمایش اتوماسیون از سه ماژول اصلی تشکیل شده است: ماژول چشم انداز ماشین، ماژول کنترل اتوماسیون بازوی روباتیک و یکپارچه سازی ماژول تشخیص، طرح یکپارچه سازی کلی و برنامه ارتباطات بین ماژول همانطور که در شکل 9 و 10 نشان داده شده است.

شکل 9 طرح یکپارچه سیستم تست اتوماسیون صفحه نمایش مبتنی بر دید ماشین
کل سیستم آزمایش اتوماسیون از اتوبوس میدان برای ارتباط استفاده می کند. از طریق نرم افزار کنترل مبتنی بر سیستم عامل PC و سیستم عامل ویندوز، یک سیستم زمان واقعی با قابلیت NC را در کنترل صنعتی ایجاد کنید، عملیات منطقی از طریق PLC و استفاده از سخت افزار پیکربندی استاندارد PC، عملیات عملیات منطقی (TwinCAT PLC) ، قابلیت کنترل حرکت (TwinCAT NC) ، عملیات نقطه شناور و ذخیره سازی و پردازش مقدار زیادی از داده ها. برنامه PLC ابتدا سیگنال را به محور NC ارسال می کند، NC پس از برنامه ریزی مسیر، عملیات PID و پردازش رابط IO به درایو برای دستیابی به کنترل موتور، در حالی که وضعیت موتور به موقع از طریق NC به برنامه PLC بازخورد می شود. در کل سیستم CNC، ماژول های نرم افزاری مختلف (مانند برنامه های PLC، NC، برنامه های ویندوز و غیره) شبیه به دستگاه های سخت افزاری کار می کنند و می توانند به طور مستقل کار کنند. تبادل اطلاعات بین ماژول های نرم افزاری مختلف از طریق کنترلر حرکت ADS انجام می شود و ساختار یکپارچه ارتباطات کل ماژول سیستم کنترل در شکل 10 نشان داده شده است.

شکل 10 برنامه ارتباطات ماژول سیستم آزمایش اتوماسیون