HIGH-PRECISION ROBOTIC ASSEMBLY UNDER VARIABLE ILLUMINATION: A ROBUST MECHATRONIC ARCHITECTURE FOR VISUAL SERVOING

Аннотация

Визуальное сервоуправление (visual servoing) является ключевым инструментом высокоточной роботизированной сборки; однако вариабельность освещения (слабая освещённость, контровой свет/засветка сзади, мерцание и зеркальные блики) может дестабилизировать извлечение признаков и снижать точность замкнутого контура управления.

Методы (Methods): Мы предлагаем устойчивый к изменениям освещения конвейер визуального сервоуправления, который объединяет: (i) фотометрическую нормализацию, (ii) извлечение признаков с учётом освещённости и индекс качества сигнала q(t), а также (iii) управление с весами по уверенности (confidence-weighted) с ограничениями безопасности и мониторингом робастности. Поскольку полноформатные аппаратные испытания (hardware trials) не были предоставлены в качестве входных данных, эмпирическая оценка в данной версии выполнена посредством контролируемого симуляционного стресс-теста, моделирующего шум измерений и выпадения данных, обусловленные освещением, по пяти профилям освещения.

Результаты (Results): В симуляционном исследовании (200 прогонов на условие) предложенный метод улучшает динамику сходимости и показатель успешности при номинальном освещении, слабой освещённости и контровой засветке, одновременно выявляя остаточные режимы отказов при быстром мерцании и зеркальных бликах. В целом результаты показывают, что сочетание фотометрической стабилизации с управлением, учитывающим уверенность, снижает чувствительность к искажению измерений, вызванному изменениями освещения, однако требует дополнительных механизмов для обработки высокочастотных световых колебаний и кратковременных спекулярных возмущений.

Выводы (Conclusions): Исследование предлагает мехатронную методологию интеграции восприятия, мониторинга и управления с учётом освещения в системах сборки с управлением по зрению (vision-guided assembly).