Robotski vid

Visokošolski učitelji: Špiclin Žiga
Število kreditnih točk: 6
Semester izvajanja: poletni
Koda predmeta: 64235



Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

Vpis v 1. letnik podiplomskega magistrskega študijskega programa druge stopnje Elektrotehnika

Vsebina:

  • Vizualno zaznavanje: svetloba, človeški vid, kamere, svetila, parametri kakovosti slik, vzorčenje in kvantizacija, prikazovanje, slikovni formati in standardi.
  • Obdelava in obnova digitalnih slik: glajenje in ostrenje, statistično in morfološko filtriranje, prevzorčenje in podvzorčenje, geometrijske preslikave in poravnave.
  • Robustno iskanje 2D objektov: zaznavanje oslonilnih točk, premic, krogov, slikovnih predlog, prileganje 3D modelov na 2D slike, osnove zaznavanja objektov z nenadzorovanim in nadzorovanim strojnim učenjem. Rešitve problema delnega prekrivanja objektov v slikah.
  • Kalibracije slikovnih sistemov: popačenja realnih optičnih sistemov, natančnost in točnost, prostorska homogenost, časovna stabilnost, samodejna kalibracija.
  • Rekonstrukcija 3D oblik: pregled tehnik za zaznavanje globine iz 2D slik, zasnova sistemov in postopkov s stereo vidom, strukturirano svetlobo in fotometričnim stereom.
  • Vizualna navigacija: zasnova postopkov za sledenje objektov in analizo gibanja, določanje poze objektov ter lokalizacija in mapiranje okolja iz 2D slik..
  • Primeri uporabe robotskega vida: vizualna kontrola kakovosti in razvrščanje izdelkov, razpoznavanje objektov in ovir, modeliranje pojavnosti in oblik objektov in načrtovanje trajektorije gibanja.

Cilji in kompetence:

Spoznati tehnologije, naprave in postopke za vizualno zaznavanje z modernimi slikovnimi tehnikami, obdelavo digitalnih slik, robotsko merjenje in kalibracijo, razpoznavanje objektov, navigacijo in vizualno kontrolo kakovosti. Študentje bodo s teoretičnimi osnovami in reševanjem praktičnih primerov pridobili samozavest za samostojno zasnovo, izgradnjo in kritično vrednotenje industrijskih sistemov robotskega vida in reševanje povezanih problemov.

Predvideni študijski rezultati:

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

  • navesti tehnologije in gradnike sistemov z robotskim vidom in razumeti ter kritično vrednotiti ter primerjati njihove ključne lastnosti,
  • razviti in uporabiti postopke za osnovno obdelavo in analizo slik,
  • zaznati z uporabo avtomatskih postopkov prisotnost in pozo objektov v slikah,
  • izvesti kalibracijo sistema in meritve objektov v slikah,
  • izračunati globino in obliko objekta ali objektov iz 2D slik,
  • slediti gibanju objekta na sliki in analizirati trajektorijo ter uporabiti podatke za lokalizacijo in mapiranje okolja,
  • zasnovati sistem robotskega vida in uporabiti primerne strojne in programske gradnike.

Metode poučevanja in učenja:

Idejno in teoretične zasnovo postopkov in primere uporabe študentje spoznajo na predavanjih, praktična znanja pa z reševanjem nalog na laboratorijskih vajah. Samozavest za samostojno reševanje problemov pridobijo z rednim tedenskim opravljanjem laboratorijskih vaj in seminarske naloge.





Gradiva

  1. Wilhelm Burger in Mark J. Burge. Principles of Digital Image Processing: Fundamental Techniques, Springer, 2009.
  2. Wilhelm Burger in Mark J. Burge. Principles of Digital Image Processing: Core Algorithms, Springer; 1st Edition. 2nd Printing, 2011.
  3. Reinhard Klette. Concise Computer Vision: An Introduction to Theory and Algorithms, Springer, 2014.
  4. Richard Szeliski. Computer Vision: Algorithms and Applications, Springer; 2011 edition, 2010
  5. Predstavitev in informacije na spletni strani http://lit.fe.uni-lj.si/RV, navodila za vaje in ostala gradiva v spletni učilnici FE: https://e.fe.uni-lj.si



Študiji na katerih se predmet izvaja

  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Robotika