Title: 12. PROJEKT: Automatizovaný systém triedenia a triedenia odpadu pomocou Dobot Magician
Course: AI Projects for Students (SK) > Section: AI S Dobotom

12. PROJEKT: Automatizovaný systém triedenia a triedenia odpadu pomocou Dobot Magician

Dobot Blockly je programátorská platforma založená na Google Blockly. V tomto procese môžu používatelia programovať cez formát hádaniek, ktorý je jednoduchý a ľahko pochopiteľný. Používatelia môžu tiež kedykoľvek používať integrované API Dobotu.

12.1 Blokové rozhranie

Otvorte DobotStudio a kliknite na DobotBlock Lab:

12.2 Blokový kód

12.3 Inicializácia a definícia problému

Kontext a motivácia

V modernom priemysle a ekológii je manuálne triedenie odpadu pomalý, neefektívny a často nebezpečný proces. Cieľom tohto projektu je vytvoriť autonómny systém, ktorý využíva počítačové videnie a robotickú manipuláciu na rozpoznávanie a fyzické oddelenie rôznych materiálov (v tomto prípade organický odpad a plast).

Vyhlásenie problému

Hlavnou výzvou je synchronizácia troch nezávislých podsystémov:

1.    Dopravný systém: Dopravný pás, ktorý privádza predmety do pracovného priestoru.

2.    Senzorický systém: Kamera, ktorá musí identifikovať typ predmetu v reálnom čase.

3.    Aktuačný systém: Robotické rameno, ktoré musí presne vykonávať vyberanie a umiestňovanie na základe spätnej väzby zo senzora.

12.4 Architektúra riešení

Riešenie je založené na platforme Dobot Magician a blokovom programovacom prostredí (Blockly), ktoré integruje AI moduly na rozpoznávanie obrázkov.

Hardvérové komponenty

- Dobot Magician Arm: Vysoko presný 4-osový robot.
- Prísavka: Používa sa ako koncový efektor pre svoju všestrannosť pri manipulácii s rôznymi tvarmi.
- USB kamera: Namontovaná nad pásom pre stabilný pohľad zhora.
- Dopravníkový pás: Ovládaný krokovým motorom pripojeným k Dobotu.

Softvérová logika

Algoritmus nasleduje iteratívny uzavretý model: Spustiť pás -> Zastaviť -> Zachytiť -> Analyzovať -> Zoradiť -> Vrátiť sa domov.

12.5 Podrobná analýza kódových blokov

Program je rozdelený do štyroch kľúčových častí:

Konfigurácia (Setup)

- použiť kameru 1: Deklaruje hardvérový vstup pre vizuálne dáta.
- Nastav koncový efektor [Prísavka]: Soft-mapuje ovládanie vzduchového čerpadla na výstup robota.
- Prejdite na X:175, Y:39.5, Z:48.1: Toto je "Bezpečnostná pozícia." Robot ustupuje, aby neblokoval kameru a zabezpečil optimálnu cestu na akékoľvek miesto na páse.

Logistika (riadenie dopravníkov)

Vo vnútri bloku opakovania navždy:

- Nastavte dopravníkový motor [STEPPER1] Rýchlosť 15 mm/s: Aktivuje pás kontrolovanou rýchlosťou, aby zabránil kĺzaniu ľahkých predmetov.
- počkať 3 sekundy: Kritická časová konštanta definujúca vzdialenosť medzi položkami.
- Rýchlosť 0: Zastaví pás, aby robot mohol vykonať presný "statický pick".

AI inšpekcia (rozpoznávanie obrázkov)

- Odpočítavanie 4 s: Poskytuje stabilizačný čas pre zaostrenie kamery a pre AI vyskakovacie okno na spracovanie obrazu.
- Ak obrázok rozpozná tag 1 = [organický/plastic]: Volá Deep Learning API na porovnanie aktuálneho rámca s trénovaným datasetom a vráti class tag.

Kinematika a manipulácia

Pre každú vetvu (organickú/plastovú) systém používa dva typy pohybu:

1.    Pohyb kĺbu (PTP): Pohybuje všetkými kĺbmi súčasne pre najrýchlejší prechod z bodu do bodu.

2.    Priamka (lineárna): Pohybuje ramenom striktne vertikálne po osi Z, aby sa zabezpečil dokonalý kontakt prísavky bez prevrátenia predmetu.

12.6 Operačný algoritmus (krok za krokom)

·        ŠTART: Inicializujte nástroje a nastavte koncový efektor.

·        TRANSPORT: Pohybujte pásom na 3 sekundy, potom zastavte.

·        SENSE: Zachytiť obrázok a identifikovať značku pomocou AI.

·        ROZHODNUTIE:

·        Ak organické: Presuň sa, aby si získal súradnice, zapni sanie, presuň sa do organického zásobníka, vypni odsávanie.

·        Ak je plast: Presuň sa, aby si získal súradnice, zapni sanie, presuň sa do plastového boxu, vypni odsávanie.

·        Ak je prázdny: Vykonajte signálny pohyb "trasenia" (otáčanie osi R).

·        RESET: Vráťte sa na počiatočné bezpečnostné súradnice.

·        LOOP: Opakujte cyklus donekonečna.

12.7 Technické špecifikácie súradníc

Na základe skriptu boli kalibrované nasledujúce súradnice:

Bod | X (mm) | Y (mm) | Z (mm) | R (°) | Popis
Domov | 175.0 | 39.5 | 48.1 | 12.7 | Poloha na voľnobeh/čakanie
Prístup | -56.3 | 155.5 | 7.4 | 109.9 | Pozícia nad položkou
Chyť | -52.8 | 125.3 | -24.8 | 112.8 | Kontaktný bod (znížený)
Organický zásobník | 180.9 | -67.5 | -43.5 | -20.5 | Likvidácia na organické materiály
Plastový kontajner | 161.9 | 63.2 | -20.9 | 21.3 | Likvidácia plastov

12.8 Riešenie problémov s implementáciou

·        Nepresné chytanie: Uistite sa, že je predmet v strede. Ak sa to líši, použite vodiace prvky na páse alebo integrujte dynamickú spätnú väzbu X/Y z AI kamery.

·        Chyby v klasifikácii: Rozpoznávanie AI je citlivé na svetlo. Použite vysoko kontrastnú farbu pásu a konzistentné vonkajšie LED osvetlenie.

·        Bezpečnosť: Vždy sa uistite, že pracovný priestor je čistý od prekážok pred začatím nekonečného cyklu.