Манипулятор, оснащенный машинным зрением

1.

о с н а ще н н ы й м а ш и н н ы м з р е н и е м
г е о р г и й
C O L L E C T I O N
P R E S E N T A T I O N
С а ф и н
Манипулятор,

2.

Проблемная ситуация
Основная проблема заключается в недостаточной доступности современных
автоматизированных систем, таких как манипуляторы с машинным зрением, для
малых и средних предприятий из-за их высокой стоимости, сложности управления
и необходимости специальных технических навыков. Это создаёт «кадровый и
технологический разрыв», ограничивая возможности предприятий в повышении
производительности, точности и безопасности процессов, а также затрудняет
внедрение инноваций в условиях ограниченных ресурсов и недостаточной
подготовки персонала.

3.

Пример аналога:
Изучение аналогов
Анализ существующих манипуляторов
выявил ряд
ключевых недостатков: высокая стоимость, ограниченная
функциональность, сложность управления, требующая
специализированных
навыков,
и
недостаточная
адаптивность к различным производственным условиям.

4.

1000000
900000
800000
Экономическое
обоснование
проекта
Проект экономически выгоден: он использует недорогие
700000
600000
500000
материалы и простые технологии, что снижает затраты
на создание. Это делает его доступным для малых
400000
предприятий, которые не могут позволить себе дорогие
промышленные системы. При массовом производстве
300000
цена станет ещё ниже. Решение легко адаптировать под
разные задачи, сохраняя баланс между качеством и
200000
доступностью.
100000
0
* Ц е н ы
в з я т ы
с
g o o g l e
s h o p p i n g
1
2
4
Аналоги
5
Мой продукт
6
7

5.

С а ф и н
P R E S E N T A T I O N
г е о р г и й
C O L L E C T I O N
Реализация

6.

Выбор материалов
Полипропилен выделяется среди других материалов благодаря сочетанию
легкости, прочности и низкой стоимости, что делает его идеальным для
бюджетных проектов. Он устойчив к влаге, химическим воздействиям и перепадам
температур, сохраняя долговечность даже в агрессивных средах. В отличие от
металлов, полипропилен не подвержен коррозии, а его малый вес упрощает
монтаж и снижает нагрузку на конструкцию. Экологичность и возможность
переработки добавляют преимуществ, делая его оптимальным выбором для
разработки доступных и экосознательных решений.

7.

Выбор
а п п а р а т н о го о б е с п е ч е н и я
Raspberry Pi 5 сочетает высокую производительность для
обработки машинного зрения (OpenCV) с доступностью и
гибкостью. Поддержка полноценной ОС позволяет внедрять
сложные алгоритмы. При низкой стоимости он превосходит
микроконтроллеры
требующих
(например,
вычислений,
Arduino)
сохраняя
в
задачах,
компактность
и
энергоэффективность.
О ф ф и ц и а л ь н ы й
с а й т
| w w w . r a s p b e r r y p i . c o m

8.

Программное
обеспечение
Raspberry
Pi
5
обеспечивает
высокую
производительность для работы с библиотекой
OpenCV, необходимой для обработки изображений и
реализации машинного зрения в реальном времени.
Его вычислительной мощности достаточно для
запуска
сложных
алгоритмов
распознавания
объектов, а поддержка Python и совместимость с
OpenCV упрощают интеграцию. Для повышения
надёжности системы используется Watchdog System
на базе Arduino: микроконтроллер отслеживает
состояние
манипулятора
и
автоматически
перезапускает процессы при сбоях, взаимодействуя с
Raspberry Pi через интерфейс pySerial

9.

Алгоритм
Программа с помощью контуров находить крайние
точки объекта и по ним решает обратную задачу
кинематики,
формула
которой
изложена
в
реферате.. Прямая задача вычисляет положение
конечного звена (например, захвата) по заданным
углам суставов, используя геометрию и матрицы
преобразований.
Обратная
задача
решает
противоположное:
определяет
углы
суставов,
необходимые для достижения нужного положения,
что
сложнее из-за возможных
решений,
физических
недостижимых точек.
множественных
ограничений
или

10.

Реализация
продукта
Создан бюджетный манипулятор с машинным зрением
на Raspberry Pi 5, использующий полипропилен и PETG
для снижения стоимости и веса. Интеграция OpenCV,
Watchdog System на Arduino и решение обратной задачи
кинематики обеспечили точное управление, надёжность
и простоту использования без спецнавыков. Проект
демонстрирует доступную автоматизацию для малых
предприятий, сочетая экологичность, экономичность и
универсальность
* Д а н н о е
у с т р о й с т в о
я в л я е т с я
п р о т о т и п о м