Разберёмся, как робот получает информацию о мире с помощью камеры и превращает изображение в действие. Задания помогут увидеть логику работы системы.
№1 · ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
4 ШАГА · 1 БАЛЛ
1. Как робот распознаёт объект
Расположите этапы работы системы компьютерного зрения в правильном порядке: от получения изображения до реакции робота.
Компьютер обрабатывает полученное изображение
Алгоритм находит объект на изображении
Робот выбирает нужное действие
Камера снимает объект
№2 · ЛИШНИЙ ЭЛЕМЕНТ
4 ЭЛЕМЕНТА · 2 БАЛЛА
2. Признаки объекта для камеры робота
Найдите лишний элемент. Три элемента помогают камере робота распознать объект по его изображению, а один описывает действие механизма робота.
Цвет детали
Форма детали
Угол поворота сервопривода
Контур детали
№3 · СОЕДИНЕНИЕ СТОЛБЦОВ
4 ПАРЫ · 2 БАЛЛА
3. Что делают части системы зрения
Соедините каждую часть системы компьютерного зрения с её простой функцией. Каждый вариант справа используйте один раз.
Объектив
Сенсор камеры
Программа анализа
Блок управления
Распознаёт предмет на изображении
Преобразует свет в изображение
Передаёт роботу команду
Передаёт свет от объекта в камеру
№4 · ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
5 ШАГОВ · 2 БАЛЛА
4. Как робот сортирует предметы
Расставьте шаги работы робота с камерой по порядку: от получения изображения до перемещения предмета.
Робот обрабатывает изображение и выделяет признаки предмета
Камера робота получает изображение
Программа находит предмет на изображении
Робот относит предмет в нужный контейнер
Программа определяет, к какой группе относится предмет
№5 · ЛИШНИЙ ЭЛЕМЕНТ
4 ЭЛЕМЕНТА · 4 БАЛЛА
5. Факторы надёжного распознавания
Найдите лишний элемент. Три фактора могут снизить надёжность компьютерного зрения, а один помогает её повысить.
Слабое освещение сцены
Закрытая часть объекта
Повторная проверка объекта на нескольких кадрах
Слишком быстрое движение камеры
№6 · СОЕДИНЕНИЕ СТОЛБЦОВ
4 ПАРЫ · 5 БАЛЛОВ
6. Признак ошибки и простое решение
Соедините проблему компьютерного зрения робота с простым способом её уменьшить. Каждый вариант справа используйте один раз.
Камера видит объект слишком тёмным
Робот принимает похожий предмет за нужный
Камера не замечает маленький объект
Изображение стало нечётким во время движения
Поднести камеру ближе или увеличить изображение
Уменьшить скорость робота или остановить его перед распознаванием
Добавить в примеры изображения разных похожих предметов
Добавить освещение или направить лампу на рабочую зону
№7 · СОЕДИНЕНИЕ СТОЛБЦОВ
5 ПАР · 2 БАЛЛА
7. Как повысить надёжность распознавания
Соедините приём настройки системы компьютерного зрения с его назначением в робототехнической системе. Каждый вариант справа используйте один раз.
Калибровка камеры
Равномерное освещение
Пороговое разделение
Проверка результата распознавания
Обратная связь от датчика
Позволяет не передавать роботу команду при сомнительном выводе
Помогает получать устойчивые признаки объекта без резких теней
Уточняет соответствие координат изображения и реального пространства
Отделяет область объекта от фона по выбранному признаку изображения
Сообщает системе, достигнуто ли нужное положение или действие
№8 · ЭТАПЫ ОБРАБОТКИ
6 КАРТОЧЕК · 3 БАЛЛА
8. Шаги компьютерного зрения
Распредели карточки по трём этапам работы робота: получение изображения, распознавание объекта, действие робота.
Слова для распределения: захват предмета, поиск мяча, получение кадра, поворот направо, определение цвета предмета, съёмка камерой
Получение изображения
Распознавание объекта
Действие робота
№1 · ТЕРМИНЫ
1 ОТВЕТ · 1 БАЛЛ
1. Что получает камера
Как называется информация, которую камера передаёт системе компьютерного зрения?
№2 · СРАВНЕНИЕ
3 СТРОКИ · 2 БАЛЛА
2. Этапы компьютерного зрения
Заполните таблицу: укажите назначение каждого этапа обработки изображения.
Этап
Что происходит
Получение изображения
Предобработка
Распознавание
№3 · АЛГОРИТМ
СХЕМА · 2 БАЛЛА
3. Цепочка обработки изображения
Рассмотрите схему типичного алгоритма компьютерного зрения и назовите её последовательные этапы.
№4 · УСТРОЙСТВА
1 ОТВЕТ · 1 БАЛЛ
4. Источник изображения
Какое устройство обычно используется роботом для получения изображения окружающей сцены?
№5 · ДАТЧИКИ
3 СТРОКИ · 2 БАЛЛА
5. Выбор сенсора
Заполните таблицу, указав, какую задачу лучше решает каждый сенсор.
Сенсор
Основная задача
Камера
Лидар
Ультразвуковой датчик
+13 заданий в этом листе
Зарегистрируйтесь — и соберите свой рабочий лист по этой теме за минуту: заданий столько, сколько нужно.
№6 · АРХИТЕКТУРА
СХЕМА · 3 БАЛЛА
6. Связь модулей робота
Рассмотрите схему взаимодействия модулей робота. Определите, какой модуль передаёт данные на обработку и какой модуль получает команду после распознавания.
№7 · ОБРАБОТКА
1 ОТВЕТ · 1 БАЛЛ
7. Выделение объекта
Как называется этап, на котором система отделяет нужный объект от фона изображения?
№8 · ДАННЫЕ
3 СТРОКИ · 2 БАЛЛА
8. Типы данных изображения
Заполните таблицу: укажите, какую информацию несёт каждый тип данных изображения.
Данные
Содержание
Пиксель
Яркость
Цветовой канал
№9 · БЕЗОПАСНОСТЬ
СХЕМА · 3 БАЛЛА
9. Контур безопасного решения
Рассмотрите схему. Опишите, в каком месте алгоритма должна выполняться проверка уверенности распознавания перед движением робота.
№10 · ПРИЗНАКИ
1 ОТВЕТ · 1 БАЛЛ
10. Признак объекта
Как называют характеристику изображения, которую алгоритм использует для распознавания объекта: например, цвет, форма или контур?
№11 · НАДЁЖНОСТЬ
3 СТРОКИ · 2 БАЛЛА
11. Ошибки распознавания
Заполните таблицу: укажите причину ошибки и способ сделать распознавание надёжнее.
Проблема
Способ улучшения
Плохое освещение
Размытое изображение
Объект частично закрыт
№12 · ИНТЕГРАЦИЯ
СХЕМА · 5 БАЛЛОВ
12. Полный цикл работы робота
Рассмотрите схему полного цикла. Объясните, почему после действия робота изображение нужно получать снова, а не использовать только один раз.
№13 · РЕШЕНИЕ
1 ОТВЕТ · 1 БАЛЛ
13. Действие робота
Как называется результат работы системы, который определяет, что робот должен сделать после анализа изображения?
№14 · СРАВНЕНИЕ
3 СТРОКИ · 3 БАЛЛА
14. Методы распознавания
Заполните таблицу, сопоставив метод распознавания с его сильной стороной и ограничением.
Метод
Сильная сторона
Ограничение
Пороговая обработка
Сопоставление с образцом
Нейросетевая классификация
№15 · ПРОЕКТИРОВАНИЕ
3 СТРОКИ · 3 БАЛЛА
15. Выбор признаков для задачи
Заполните таблицу: выберите признаки, которые помогут роботу отличить красный круглый предмет от синего квадратного предмета.
Признак
Нужен ли для задачи
Почему
Цвет
Форма
Температура
№16 · ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ
4 ПРОПУСКА · 3 БАЛЛА
16. От признака к команде роботу
Заполните пропуски терминами, чтобы описать, как система компьютерного зрения принимает решение о действии робота.
Чтобы робот отличил дорожный знак от фона, алгоритм выделяет характерный изображения. Затем сравнивает полученные признаки с образцами известных объектов. Если результат распознавания достаточно надёжен, управляющая программа формирует для исполнительного механизма. Ошибочное распознавание объекта как нужного называют .
№17 · АНАЛИЗ СИТУАЦИИ
1 ЭССЕ · 5 БАЛЛОВ
17. Как повысить надёжность распознавания
Робот на складе должен распознавать цветные метки на коробках и выбирать нужный маршрут. При ярком солнечном свете камера иногда принимает оранжевую метку за красную, из-за чего робот сворачивает не туда. Напиши, как можно проверить и повысить надёжность работы системы компьютерного зрения. Укажи не менее трёх мер: связанные с условиями съёмки, обработкой изображения, обучением или проверкой результата распознавания. Объясни, почему каждая мера поможет. Объём — 100–130 слов.