Desarrollo de un sistema de visión para el Cobot UR5 con red neuronal MLP para la clasificación y clasificación de objetos
Autores: Kluziak, Szymon; Kohut, Piotr
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desarrollo de un sistema de visión para el Cobot UR5 con red neuronal MLP para la clasificación y clasificación de objetos
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Sistema de visión
Clasificación de objetos
Robot
Cámara
OpenCV
Red neuronal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta la implementación de un sistema de visión para un robot colaborativo equipado con una cámara web y un algoritmo de control basado en Python para tareas automatizadas de clasificación de objetos. El sistema de visión tiene como objetivo detectar, clasificar y manipular objetos dentro del espacio de trabajo del robot utilizando solo imágenes de cámara 2D. El sistema de visión fue integrado con el cobot Universal Robots UR5 y diseñado para la clasificación de objetos basada en el reconocimiento de formas. La pila de software incluye OpenCV para el procesamiento de imágenes, NumPy para operaciones numéricas y scikit-learn para modelos de perceptrón multicapa (MLP). El documento describe el proceso de calibración, que incluye la corrección de distorsión de lentes y la calibración de cámara a robot en una configuración de mano a ojo para establecer la relación espacial entre la cámara y el cobot. La localización de objetos se basó en un plano virtual alineado con el espacio de trabajo del robot. La clasificación de objetos se llevó a cabo utilizando similitud de contornos con momentos de Hu, descriptores basados en SIFT con coincidencia FLANN y modelos neuronales basados en MLP entrenados con imágenes preprocesadas. Las evaluaciones de rendimiento abarcaron métricas de precisión para los métodos de identificación utilizados (clasificador MLP, similitud de contornos y coincidencia de descriptores de características) y la efectividad del sistema de visión en el control del cobot para tareas de clasificación. La evaluación se centró en la precisión de clasificación y la efectividad de clasificación, utilizando métricas de sensibilidad, especificidad, precisión, exactitud y puntuación F1. Los resultados mostraron que los métodos basados en redes neuronales superaron a los métodos tradicionales en todas las categorías, ofreciendo al mismo tiempo una implementación más sencilla.
Descripción
Este documento presenta la implementación de un sistema de visión para un robot colaborativo equipado con una cámara web y un algoritmo de control basado en Python para tareas automatizadas de clasificación de objetos. El sistema de visión tiene como objetivo detectar, clasificar y manipular objetos dentro del espacio de trabajo del robot utilizando solo imágenes de cámara 2D. El sistema de visión fue integrado con el cobot Universal Robots UR5 y diseñado para la clasificación de objetos basada en el reconocimiento de formas. La pila de software incluye OpenCV para el procesamiento de imágenes, NumPy para operaciones numéricas y scikit-learn para modelos de perceptrón multicapa (MLP). El documento describe el proceso de calibración, que incluye la corrección de distorsión de lentes y la calibración de cámara a robot en una configuración de mano a ojo para establecer la relación espacial entre la cámara y el cobot. La localización de objetos se basó en un plano virtual alineado con el espacio de trabajo del robot. La clasificación de objetos se llevó a cabo utilizando similitud de contornos con momentos de Hu, descriptores basados en SIFT con coincidencia FLANN y modelos neuronales basados en MLP entrenados con imágenes preprocesadas. Las evaluaciones de rendimiento abarcaron métricas de precisión para los métodos de identificación utilizados (clasificador MLP, similitud de contornos y coincidencia de descriptores de características) y la efectividad del sistema de visión en el control del cobot para tareas de clasificación. La evaluación se centró en la precisión de clasificación y la efectividad de clasificación, utilizando métricas de sensibilidad, especificidad, precisión, exactitud y puntuación F1. Los resultados mostraron que los métodos basados en redes neuronales superaron a los métodos tradicionales en todas las categorías, ofreciendo al mismo tiempo una implementación más sencilla.