System wizyjny dla robota łapiącego piłki

• Autorzy: Czaja Bartosz , Tatara Marek S. , Kelner Jan M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2024.8.1

Warianty tytułu

EN

Vision system for ball-catching robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy zaproponowano i przetestowano system wizyjny służący śledzeniu lecącej piłki w celu wypracowania sterowania dla robota wieloosiowego mającego za zadanie złapanie jej. Do detekcji i lokalizacji piłki na obrazie z dwóch, prostopadle ustawionych, kamer zastosowano laplasjan filtru gaussowskiego (LoG) oraz autorski podsystem filtracji rozmytej. Estymację trajektorii lecącej piłki w przestrzeni wykonano w oparciu o metodę najmniejszych kwadratów z wykorzystaniem funkcji liniowej i kwadratowej. Zamieszczono szczegółowy opis proponowanego rozwiązania oraz wyniki przeprowadzonych testów.

EN

In the paper, a vision system for tracking a flying ball was proposed and tested, aiming at developing a control mechanism for a multi-axis robot designed to catch it. To detect and locate the ball in the image from two perpendicularly positioned cameras, a Laplacian of a Gaussian filter (LoG) and a custom fuzzy filtering subsystem were used. The trajectory of a flying ball in space was estimated based on the least squares method using a linear and square function. A detailed description of the proposed solution and the results of the tests performed are included.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; wizja komputerowa; systemy wizyjne; systemy rozmyte; robot wieloosiowy

EN

robotics; computer vision; vision systems; fuzzy systems; multi-axis robot

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 65, Nr 8
• Strony: 6--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., wykr.

Twórcy

autor

Czaja Bartosz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Systemów Łączności, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Tatara Marek S.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Systemów Decyzyjnych i Robotyki, ul. Gabriela narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Kelner Jan M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Systemów Łączności, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] B. Czaja, „Robot łapiący piłki sprzężony z systemem wizyjnym”, Politechnika Gdańska, Gdańsk 2022.
• [2] C. Scherrer, "Ball-Catching with an Industrial Robot and a Monocular Camera System", Johannes Kepler University Linz, Linz 2019.
• [3] H . Li, H. Wu, L. Lou, K. Kühnlenz and O. Ravn, "Ping-pong robotics with high-speed vision system," 2012 12th International Conference on Control Automation Robotics Vision (ICARCV), 2012, pp. 106-111, doi: 10.1109/ICARCV.2012.6485142.
• [4] K. G. Hettihewa and M. Parnichkun, "Development of a Vision Based Ball Catching Robot", 2021 Second International Symposium on Instrumentation, Control, Artificial Intelligence, and Robotics (ICA-SYMP), 2021, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICASYMP50206.2021.9358432.
• [5] B. Bäuml, T. Wimböck and G. Hirzinger, "Kinematically optimal catching a flying ball with a hand-arm-system" 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2010, pp. 2592-2599, doi: 10.1109/IROS.2010.5651175.
• [6] Zoran Zivkovic, Ferdinand van der Heijden, Efficient adaptive density estimation per image pixel for the task of background subtraction, Pattern Recognition Letters, Volume 27, Issue 7, 2006, Pages 773-780, ISSN 0167-8655, https://doi.org/10.1016/j.patrec.2005.11.005.
• [7] Ronald R. Yager, Dimitar P. Filev: Podstawy modelowania i sterowania rozmytego, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1995.
• [8] G. Aurisicchio, D. Naso, A. Scalera and B. Turchiano, A fuzzy logic based filter for spike-noise detection in railways monitoring systems, "Proceedings of the 2003 IEEE International Workshop on Soft Computing in Industrial Applications, 2003. SMCia/03., 2003, pp. 85-89, doi: 10.1109/SMCIA.2003.1231349.
• [9] A. Piegat: Modelowanie i sterowanie rozmyte, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa.

Uwagi

Publikacja została sfinansowana przez Wojskową Akademię Techniczną w ramach projektu nr UGB 22-748.