Machine vision in robotics applications

2D Localization

La robotica industriale rappresenta uno degli ambiti di maggior successo della visione artificiale. Gli algoritmi di localizzazione basati sulla forma geometrica dell'oggetto sono ormai assodati e sufficientemente robusti: essi sono in grado di localizzare il profilo geometrico 2D di un oggetto all'interno di un'area, fornendo la posizione (x, y) e l'angolo di rotazione α rispetto ad una posizione di riferimento in modo che un robot possa facilmente prelevarlo.

Flexible and precise localization

Il nostro software è in grado di trovare e localizzare ad altissima velocità e con elevata precisione più oggetti contemporaneamente. L'affidabilità del risultato è garantita dalla robustezza al rumore, a variazioni arbitrarie di luce, a ingombri complessi e sovrapposiioni di oggetti anche di forma differente. Gli algoritmi di gestione del sub-pixel consentono di interpolare la rilevazione del bordo, ottenendo un profilo con una risoluzione notevolmente superiore a quella del sensore utilizzato nella telecamera.

Locatlization of persepctive deformations

Grazie alla potente gestione delle deformazioni prospettiche, è possibile localizzare in 3D (entro certi limiti) gli oggetti di interesse. Anche in condizioni di basso contrasto visivo, il software è in grado di individuare senza difficoltà tutti gli oggetti, fornendo la posizione (x, y, z) e l'orientamento (α, β, γ) intorno agli assi di riferimento. In questo modo è possibile risolvere semplici problemi 3D di Presa dal mucchio (Singulation, o bin picking), ovvero con parti sovrapposte tra loro in modo arbitrario.

3D Localization

Le applicazioni di robotica più complesse, come ad esempio quelle in cui la posizione dell'oggetto da localizzare non è determinata, ma può variare in un range continuo, il sistema deve essere in grado di localizzare e fornire al robot la posa completa 3D (posizione e orientamento sui tre assi coordinati) dell'oggetto localizzato. Per ottenere la posa 3D di un oggetto esistono diversi approcci:

Single-Camera systems

E' noto che al fine di ottenere informazioni 3D complete, è necessario disporre di un sistema stereoscopico (immagini dell'oggetto di interesse provenienti da due punti di vista differenti). Ciononostante, fornendo le informazioni mancanti per altra via, è possibile ottenere la terza dimensione anche utilizzando sistemi a singola telecamera. Se la superficie dell'oggetto di interesse ha una trama ben visibile, mediante la tecnica della localizzazione delle deformazioni (descritta anche nel paragrafo precedente) è già possibile ottenere la posa completa 3D semplicemente localizzando una immagnie prememorizzata. Se le superfici dell'oggetto non si prestano ad una localizzazione affidabile, si può ottenere la posa 3D con una potente tecnica di localizzazione che, a partire da una singola immagine e dal disegno CAD dell'oggetto, è in grado di fornire in brevissimo tempo le 6 coordinate di posizione ed orientamento. Altre tecniche sono disponibili (in base ai tempi e agli ingombri disponibili) per localizzare la posa 3D di un oggetto mediante singola telecamera, come la Triangolazione laser o la tecnica Depth from focus.

Stereo systems