La Vision en Robotique

8/8/2019 La Vision en Robotique

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Ecole Polytechnique de Tunisie

Prsentation sur:

La technologie des

camras

LA VISION ROBOTIQUE

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labore par : Marwen ZORGUI

05/01/2011


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PLAN

I. La technologie des camras

II. La vision en robotique

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1-Schma fonctionnel

dun photoscope

le bloc optique le bloc de traitement numrique

Le bloc denregistrement qui est en gnral une carte mmoire

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2-Le bloc optique des lentilles un dispositif de zoom un stabilisateur optique un filtre optique un capteur CCD ou CMOS( parfois un

sparateur optique suivi de 3 capteurs)

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3-La formation delimage sur le capteur Projection de limage sur le capteur grce une lentille convergente

Varier de la position de la lentille par rapport au capteur : le rglage demise au point(focus)

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4-Distance focale et taille delimage Limage de lobjet est projete sur la surface du capteur CCD

caractrise par sa taille exprime en pouces.

Variation de la distance focale de la

lentille variation de la taille de limage

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5-lobjectif standard une lentille dentre X

une deuxime lentille (zoom) une troisime lentille fixe Y liris D ou diaphragme

un groupe de lentilles R

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6-Les rglages du bloc optique le zoom : actionn par un moteur pas--pas, dont la position

est contrle par un potentiomtre linaire. La commandeest manuelle

la mise au point : actionne par un autre moteur pas--paset un mcanisme semblable . La commande est manuelle ou

automatique (autofocus) le diaphragme ou iris : actionn par un cadre mobile pilot

par le contrleur de lappareil

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10-le principe du capteur dimage Le capteur dimage se prsente sous la forme dun circuit

intgr ayant sur sa face suprieure une zone danalyse

compose de plusieurs centaines de milliers de sitesphotosensibles.

Le nombre de photosites est li bien-sr la rsolution de

l'image, de 350 000 pour une rsolution VGA de 640x480 3 300 000 pour 2048x1536 , voire plus.

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10-le principe du capteur dimage10.1. CONSTITUTION

Sa cellule lmentaire est une capacit MOS (Metal OxydeSemiConductor).(PHOTOSITE)

Tension positive les excs de trou sont repousss et serfugient en dehors dune zone dserte: puit de potentiel ochaque lectron pourra venir se rfugier proximit delisolant

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10-le principe du capteur dimage10.2 EFFET PHOTOELECTRIQUE

La cellule de base convertit lillumination incidente en une

quantit proportionnelle de charges lectriquescommunment appeles photo-charges

Linteraction dun rayonnement lumineux avec un semi-conducteur peut modifier lnergie de ses lectrons internes

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10-le principe du capteur dimage 10.3 FONCTIONNEMENT Arrive dun photon cration dune paire lectron-trou A la fin du temps dintgration (20 ms); la charge recueillie

dans la zone de dpltion est proportionnelle lintensit

lumineuse reue.

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10-le principe du capteur dimage10.4 Le transfert des chargesdans le capteur CCD

Le dispositif est ralis sur une plaquette de silicium detype P recouverte d'une couche d'oxyde isolant, puisd'une srie d'lectrodes mtalliques Ei dont on peutimposer le potentiel lectrique Vi par rapport ausubstrat silicium.

l'instant initial, V1 est positif tandis que lespotentiels des lectrodes voisines sont nuls.

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10-le principe du capteur dimage10.4 Le transfert des chargesdans le capteur CCD

Le dispositif est ralis sur une plaquette de silicium detype P recouverte d'une couche d'oxyde isolant, puisd'une srie d'lectrodes mtalliques Ei dont on peutimposer le potentiel lectrique Vi par rapport ausubstrat silicium.

l'instant initial, V1 est positif tandis que lespotentiels des lectrodes voisines sont nuls.

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10.4 Le transfert des charges dans

le capteur CCD

Les lectrons sont localiss par influence sous

l'lectrode El l'instant t1, V2 augmente rapidement, V1

diminue lentement: les charges localises sous Elsont progressivement transfres sous E2

l'instant t2, les potentiels sont inverssTransfert de charge

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10.4 Le transfert des charges dans

le capteur CCD Les lectrons sont localiss par influence sous l'lectrode El l'instant t1, V2 augmente rapidement, V1 diminue

lentement: les charges localises sous El sontprogressivement transfres sous E2

l'instant t2, les potentiels sont inverssTransfert decharge

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10.4 Le transfert des charges dans le capteurCCD

Transfrer sous les lectrodes P Commander ces lectrodes par 3 tensions:

indispensable pour pouvoir des paquets de chargedans un sens dfini le long du registre P

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10.4 Le transfert des charges dans le capteurCCD Transferer sous les electrodes P Commander ces electrodes par 3 tensions :indispensable

pour pouvoir des paquets de charge dans un sens dfini lelong du registre P

recueillir ainsi un signal dont la variation temporelle reflte lavariation spatiale des charges par un convertisseur chargelectrique/signal analogique

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II-La vision robotique

II.1- Principe

II.2-Applications

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II.-Principe

Lasservissement visuel

Exploiter le rsultat de traitementdimage afin de :

-extraire en temps rel lesinformations visuelles

-raliser une tche robotique

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II.2-Applications

Acqurir une nouvelle possibilit de perceptionmoyen deproduction voyant

Quelques applications possibles:

-Reconnaissance de la forme des objets-Reconnaissance du positionnement dun objet-applications pick & place

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Quelques exemples

des robots manufacturiers: une camra au-dessusde la pince pneumatique

Des robots qui dtectent , saisissent et dplacentdes objets

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Quelques exemples

le robot-serpent espion

(quip dune camra et un microphone)

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