Konenäön hyödyntäminen Delta-robotin liikkeenohjauksessa

Abstract

Insinöörityön tilaajana oli Metropolia Ammattikorkeakoulu, ja työn tavoitteena oli kehittää Metropolian koneautomaatiolaboratoriossa oleva Delta-robotti toimimaan vastustajana ilmakiekkopelissä. Delta-robotti on ollut Metropolian tiloissa vähäisellä käytöllä, ja insinöörityön on tarkoitus tehdä uuden sovelluksen myötä robotista houkuttelevampi kohde uusille laboratorioharjoituksille.

Työn alussa tutustuttiin Sickin konenäkökameraan ja SOPAS Engineering Tool -ohjelmistolla tehtävään kuvankäsittelyyn. Ohjelmiston avulla kameran ottamasta kuvasta määriteltiin halutut parametrit ja tiedonsiirtoprotokolla. Kiekon liikeradan ennakoimiseksi kehiteltiin matemaattiset kaavat, jotka laskevat robotille koordinaatistopisteen, jossa se torjuu lähestyvän kiekon. Ohjelmakoodin kirjoittamisen jälkeen sovellusta testattiin ensin virtuaaliakseleilla sekä myöhemmin Delta-robotilla.

Robotin tehtävänä oli torjua pelipöydällä lähestyvä kiekko, josta otetaan konenäkökameralla kuvia ja näiden kuvien avulla lasketaan kiekon liikerata ja annetaan oikeat koordinaatit robotille kiekon torjumiseksi. Kameran ja robotin välisen kommunikoinnin toteuttaminen TCP/IP:n välityksellä saatiin toimimaan kunnolla vasta työn loppusuoralla, ja näin ollen ilmakiekkosovelluksen ohjelmakoodin testaamiseen jäi aikaa vähemmän kuin oli suunniteltu.

Lopputuloksena oli robottisolu, jossa kameralta saatavaa koordinaattidataa vastaanotetaan TwinCATissa ja tätä dataa käytetään osana robotin ohjelmakoodia. Robottia voidaan ajaa manuaalisesti virtuaalisen käyttöpaneelin avulla. Päätavoitteena ollut automaattinen kiekon torjuminen jäi kesken robotin ohjelmoinnissa ilmenneiden haasteiden takia. Robotti lähtee torjumaan lähestyvää kiekkoa, mutta ajoittain robotille lasketut koordinaatit eivät vastaa kiekon todellisia koordinaatteja ja robotti lähtee torjumaan kiekkoa väärään suuntaan.