УДК 53.072
Лабораторный стенд «Наведение антисаранчевой системы на рой»
Зуева Мария Дмитриевна – магистрант Астраханского государственного университета.
Аров Илья Михайлович – магистрант Астраханского государственного университета
Ковальчук Алексей Анатольевич – инженер отдела ЭВТ Астраханского государственного университета
Аннотация: В статье приведены результаты разработки лабораторного стенда по наведения антисаранчевой системы. Мы исследовали изменения распознавания саранчи как объекта в зависимости от использования различных оптических устройств. На лабораторном стенде сымитирован рой и система захвата саранчи. Для оптического распознавания саранчи использована камера с СТЗ.
Ключевые слова: Робототехника, лабораторный стенд, моделирование, СТЗ, оптическое распознавание, антисаранчевая система.
Введение
Распознавание образов (объектов, сигналов, ситуаций, явлений или процессов) - самая распространенная задача, которую человеку приходится решать практически ежесекундно от первого до последнего дня своего существования.
Распознавание образов (объектов, сигналов, ситуаций, явлений или процессов) – это задача идентификации объекта или определения каких-либо его свойств по его изображению (оптическое распознавание) или аудиозаписи (акустическое распознавание) и другим характеристикам.
Цель работы: разработка лабораторного стенда «Наведение антисаранчевой системы на рой»
Задачи:
- Анализ оптических систем распознавания объектов, исследование системы наведения на рой саранчи.
- Анализ методов распознавания объектов
- Разработка структурной и функциональной схем
- Разработка принципиальной схемы
- Создание макета
Актуальность
В статье приведены результаты разработки лабораторного стенда для изучения способов и методов распознавания объектов (в данном случае саранчи). Этот лабораторный стенд предназначен для студентов технических специальностей.
В основе лабораторного стенда лежит система, которая также может использоваться в сельскохозяйственных отраслях для ограждения сельскохозяйственных культур от саранчи.
Основная часть
В основе лабораторной работы лежит исследование оптического распознавания. Технология оптического распознавания позволяет в динамическом режиме идентифицировать объекты, имеющие простые геометрические формы. Структурная схема распознавания объектов состоит из двух блоков. Первый блок – это блок разработка системы. Второй блок – система распознавания. Для начала следует получить полную информацию о среде объекта, далее произвести анализ, необходимые измерения. Из анализа объекта выделяем его особенные признаки. Необходимо выбрать нужную систему распознавания, основываясь на полученных аналитических данных.
Функциональная схема лабораторного стенда включает в себя несколько блоков. Первый блок – блок анализа объекта. Следующий блок – блок обработки информации. Третий блок – блок воздействия на систему (этот блок является антисаранчевой системой). Функциональная схема приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Функциональная схема стенда.
Структурная схема лабораторного стенда представлена на рисунке 2. В роли объекта в стенде используется экран с имитацией роя саранчи. Устройство анализа – это камера с техническим зрением. Обработку информации выполняет компьютер. Антисаранчевая система – блок воздействия – это пушка для захвата саранчи. Экран, камера и пушка также подвижны. Поэтому они закреплены на кронштейнах с подвижным основанием. К каждому кронштейны прикреплен сервопривод.
Рисунок 2. Структурная схема лабораторного стенда.
Разработана принципиальная модуля управления двигателями и спусковым устройством затвора камеры. Микросхема L298 представляет из себя четыре полумоста, объединённые по два сигналами разрешения работы. Задействованы 6 цифровых выходов и два аналоговых входа платы микроконтроллера. Выбранная для этой установки плата Arduino Mega имеет избыточное для этой задачи количество портов. Входы IN4-IN9 подключаются параллельно. Таким образом, для управления двумя двигателями будет задействовано 6 цифровых выходов (2 для выбора двигателя и 4 для управления).
Макет лабораторного стенда представлена на рисунке 3.
Рисунок 3. Макет лабораторного стенда.
Заключение
В ходе выполнения работы были реализованы следующие задачи:
- Исследованы методы и способы распознавания объектов
- Изучены оптические систем распознавания.
- Разработаны структурная и функциональная схемы.
- Разработана принципиальная схема
- Создан макет стенда.