Задание к индивидуальной работе
1 В соответствии с заданными техническими условиями к индивидуальному заданию выполнить анализ надежности считывания графических изображений в системах технического зрения роботов при использовании методов обработки видеосигнала, сравнения с «пороговым уровнем», накопления с «некоррелированными отсчетами», «пространственная (согласованная) фильтрация».
1.1 В соответствии с техническими условиями (ТУ) к индивидуальному заданию (ИЗ) выполнить расчет вероятности ошибки считывания рукописных знаков почтового индекса при использовании метода обработки видеосигнала «сравнение с пороговым уровнем», а также процентное отношение считываемых символов почтового индекса с ошибками.
1.2 В соответствии с заданными в ТУ к ИЗ значениями минимальной ширины линии знака (символа), скорости транспортирования ОТО в транспортно-распределительной системе (ТРС), отношение сигнал шум и амплитуда видеосигнала (ВС) выполнить расчет вероятности ошибки СТЗ при использовании метода обработки видеосигналов «накопления с некоррелированными отсчетами», интервале ширины линии символа минимальной ширины lc min …5lc min с шириной под интервалов 0,1 мм.
1.3 В соответствии с заданными в ТУ к ИЗ значениями минимальной ширины линии знака, скорости транспортирования ОТО в транспортно-распределительной системе, отношение сигнал шум и амплитуде ВС выполнить расчет вероятности ошибки СТЗ при использовании метода «пространственная фильтрация видеосигнала в интервале ширины линии символа аналогично пункту задания п.1.2
1.4 По результатам выполнения пунктов 1.1, 1.2, 1.3, выполнить построение совмещенного графика зависимости вероятности ошибки считывания рукописных символов от ширины линии символа при использовании заданных в пункте 1 способов обнаружения видеосигнала в системах технического зрения.
2 Выполнить расчет элементов постоянной цепи интегрирования (RC) для интегратора (накопителя) с некоррелированными отсчетами для случая считывания линии символа минимальной ширины lc min.
Технические условия к индивидуальному заданию
Амплитуда фонового видеосигнала:
| 2.1 |
Отношение сигнал шум:
| 2.2 |
Дисперсия фоновой составляющей видеосигнала:
| 2.3 |
Скорость транспортирования ОТО в поле зрении СТЗ:
| 2.4 |
Минимальна ширина линии считываемых символов:
| 2.5 |
Априорная вероятность пропуска видеосигнала (линии символа):
| 2.6 |
Длина строки сканирования поля считывания:
| 2.7 |
Выполнения индивидуального задания
3.1 Методика расчета вероятности ошибки считывания графических изображений при использовании способа обнаружения видеосигнала сравнения с пороговым уровнем.
3.1.1 Расчет амплитуды сигнала:
| 3.1 |
Расчет среднеквадратического отклонения фоновой составляющей:
| 3.2 |
3.1.2 Определение контрастности видеосигнала Квс по формуле:
| 3.3 |
3.1.3 Определение относительного порогового уровня квантования по формуле:
| 3.4 |
3.1.4 Определение оптимального порогового уровня из формулы:
| 3.5 |
выразим оптимальный пороговый уровень 
из формулы 3.5:
| 3.6 |
3.1.5 Определение апостериорной вероятности (априорной вероятности ложного обнаружения видеосигнала) по формуле:
| 3.7 |
3.1.6 Определение среднеквадратического отклонения шумовой фоновой составляющей:
|
| 3.8 |
3.1.7 Определение апостериорной вероятности пропуска видеосигнала по формуле:
| 3.9 |
3.1.8 Определение апостериорной вероятности ложного обнаружения видеосигнала по формуле:
| 3.11 |
| 3.12 |
3.1.9 Определение общей вероятности ошибки Робщ считывания рукописных символов по формуле:
| 3.13 |
3.1.10 Определение вероятности ошибки Робщ в процентном выражении:
| 3.14 |
3.1.11 Время строки сканирования почтового индекса:
| 3.15 |
3.1.12 Расчет необходимой разрешающей способности СТЗ:
| 3.16 |
3.1.13 Расчет верхней частоты спектра видеосигнала:
| 3.17 |
3.1.14 Расчет времени корреляции фонового состояния видеосигинала:
| 3.18 |
3.1.15 Расчет времени сканирования:
| 3.19 |
3.1.16 Число некоррелированных отсчетов определяется в виде:
| 3.20 |
3.1.17 Вероятность ошибки определяется по формуле:
| 3.21 |
| 3.22 |
| 3.23 |
3.1.18 Вероятность ошибки при 
:
| 3.24 |
| 3.25 |
| 3.26 |
3.1.19 Вероятность ошибки при 
:
| 3.27 |
| 3.28 |
| 3.29 |
3.1.20 Отношение сигнал-шум к входу пространственного фильтра определяется в виде:
| 3.30 |
| 3.31 |
| 3.32 |
3.1.21 Отношение сигнал-шум к входу пространственного фильтра определяется при времени сканирования 
:
| 3.33 |
| 3.34 |
| 3.35 |
3.1.21 Отношение сигнал-шум к входу пространственного фильтра определяется при времени сканирования 
:
| 3.36 |
| 3.37 |
| 3.38 |
3.1.22 На рисунке 3.1 изображен график надежности:
| |
| 0.1 | |
 0.01
| |
| 0.001 | |
 0.0001
| |
| 0.00001 |
| ПФ |
|
| |||
 |
| НКО |
 | |||
| |||
| 0.2 | 0.4 | 0.8 |  1.6
| 
|
 |
|
|
Рисунок 3.1 график зависимости вероятности ошибки СТЗ от ширины линий символа числа отсчетов видеосигнала и времени сканирования линий символа
3.1.23 Так как кривая вероятности ошибки ПФ не пересекла предельное значение 0.0001, то отношение сигнал-шум к входу пространственного фильтра рассчитывается при времени сканирования 
:
| 3.39 |
| 3.40 |
| 3.41 |
3.1.24 Строим график надежности снова:
|
| |
| 0.1 | |
 0.01
| |
| 0.001 | |
 0.0001
| |
| 0.00001 |
| ПФ |
|
|
| |||
|
| НКО |
 | |||||
| |||||
| |||||
| 0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.6 | 3.2 |
|
 |
|
|
|
|
Вывод: при заданном отношении сигнал-шум 
для исследуемой выборки 
. Для обеспечение необходимой надежности 
необходимо повысить требования качеству изображения, то есть их контрастность и отношение сигнал-шум.
Литература
1. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 624 с.
2. Кзырев Ю. Г. Промышленные роботы: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 392 с.
3. Конспект лекций. Лекция «Оптимизация технических характеристик СТЗ».
4. Конспект лекций. Лекция «Анализ надежности СТЗ в КР промышленных роботов и ТРК».