معماری دیجیتال

مقدمه
غرفه های نمایش آب که در سال 1997 به طراحی معماران ناکس (Architects know) در هلند برپا شدند نمونه هایی ابتدایی از تجربه واقعیت در کنار مجاز بودند. این غرفه ها که از فاکتورهای فیزیکی و موتورهای تولید فضای مجازی تشکیل می شدند نه برای نمایش بلکه بیشتر برای تجربه حالت سیالیت و بی وزنی به هر دو صورت مجازی و واقعی طراحی شده بودند.
فیزیک اصلی بناها تونلی متشکل از پوسته های کاملا بسته، مواج و پیوسته ای بود که در آن تضاد میان کف، سقف و دیوارها از بین می رفت و شخص با غوطه ور شدن در آن (چه در مایع واقعی و چه به کمک تصورات مجازی) ادراک امتدادهای افق و قائم را از دست می داد. هدف این بود که با تجربه احساسی متفاوت، ادراک واقعیات روزمره و همیشگی که به آن عادت کرده ایم کمرنگ شود و شخص در دنیایی ناآزموده متولد شود.
سطوح داخلی غرفه ها با انواع حسگرها پوشانده شده بودند که با توجه به سرعت و جهت گیری حرکت بازدید کننده داده های متفاوتی به پردازشگر مرکزی ارسال می کنند. این پردازشگر که کنترل مجموعه را بر عهده داشت پس از پردازش اطلاعات، مقتضی به موتور محرکه را دیکه می کرد. کار این موتور اعمال تغییر در شرایط فیزیکی محیط بود که در اینجا مشتمل بر ایجاد امواج نوری و صوتی بود که به مغبز حس نزدیکی و شناوری را القا می کنند. هرچه سرعت حرکت شخص در داخل تونل بیشتر باشد، سرعت امواج هم افزایش می یافت.
هنگامی که فرد روی یک گیرنده ساکن می ایستاد، نورها به شکل امواج حلقوی آب بر پای او ساطع می شدند. حسگرها و پردازنده های فوق العاده ای در تمام فضا پر شده بودند که می توانستند در آن واحد عمل هر تعداد شرکت کننده در یک تجربه میهمان را تحلیل و عکس العمل متناسب را به موتورهای محرکه دیکته کنند. فضای مجازی نورانی که از تداخل امواج متفاوت نور و صدای منبعث از حرکات متنوع تجربه گرها بدست آمد شگفت انگیز و غیرقابل پیش بینی بود.
در غرفه ای به نام آب نمک! بازدیدکننده با انواع مختلف تجربه حضور آب آشنا می شد. فضا در واقع منظر نوری بود از کابل های فیبر نوری با رنگ های متنوع. نورها انعکاس تصاویری واقعی از شرایط گوناگون آب و هوایی بودند بر سطوحی از جنس پلی کربنات. فرمان دهی کل بنا را یک بانک اطلاعات پایه سه بعدی در دست داشت که برای هر بازدیدکننده اطلاعات منحصر به فردی را ذخیره، خلق و پردازش می کرد و رفتار بنا را با توجه به آن تنظیم می نمود. رایانه برای کنترل فضای داخلی الگوریتمی از شرایط جوی و موقعیت سطح آب واقعی در سایت بنا را به عنوان داده های اولیه فرض می کرد (غرفه در کنار دریاچه واقع است). توام با این سایت نور سایت صوتی هم وجود داشت که همزمان بر اساس حرکات تجربه گرها کنترل می شد. فضاهای مجازی که از شرایط واقعی تولید می شدند به عوالم شش گانه ای تقسیم می شدند:
1. عالم یخ: ادراکی که تجربه کننده در این فضا دارد حس عبور از خلال توده های یخی است که به آرامی شناورند.
2. عالم H2O: در این تجربه، شخص در خیلی از مولکول های آب شناور می شود، او می تواند مولکولی را تعقیب کند و حتی آن را بگیرد.
3. عالم زیستی: انواعی از موجودات هوشمند ناشناخته در فضای مجازی شناور می شوند. برخی از آنها ممکن است دور شما جمع شوند و برخی دیگر از شما بگریزند.
4. عالم حباب: یک توده سیال و لغزنده در فضای مجازی خلق می شود که می توان در درون یا حول آن غوطه ور شد.
5. عالم سیال: تجربه گر در یک محیط روان شناور می شود و در آن به دام می افتد.
6. عالم تحول: شخص بین دو آسمان متغیر مجازی معلق می ماند، چشم اندازی گسترده از آسمان در برابر خود می بیند در حالیکه حس می کند ابرها از کنار او در حال عبورند.
چنانچه دیدیم می توان به کمک تصورات مجازی فضای محدود واقعی را به بی نهایت بسط داد. چنین فضاهایی اکنون به شکلی گسترده در هنر و صنعت سینما به کار گرفته می شوند. یک نمونه بسیار موفق آن فیلم سه بخشی (ارباب حلقه ها) بود که واقعیت مجازی نفوذپذیر برای هنرپیشگان و واقعیت مجازی نفوذناپذیر برای بینندگان محسوب می شد. مثال دیگر فیلم های آموزشی و آزمایشی تاریخی و باستانی است که در آن فرضا بنایی یا جانداری کاملا از بین رفته بازسازی می شود و به راحتی موجودیت و رفتار آن مورد مطالعه و شناخت قرار می گیرد. بدین طریق تجسم فضایی و لمس عوالم غیرممکن به تحقق پیوسته است. روندی که بسیاری از اختراعات طی کرده اند چنین است که ابتدا از فرض به نوشتار در می آیند، سپس در دنیای تخیلی سینما تجربه می شوند و از آنجا به واقعیت می پیوندند! 
به طور کلی چنین نتیجه می گیریم که واقعیت مجازی می تواند ابزار بسیار توانمندی برای خلق هرگونه فضا باشد. این فضا را نمی توان به سادگی ایجاد کرد، خلق آن نیاز به تخصص و برنامه نویسی حرفه ای دارد. هرچند هم اکنون از دو سیستم (fly through) و (walk through) برای طراحی و تنظیم شهری استفاده می شود. ولی همگانی شدن آن نیاز به آموزش و ممارست دارد. این سیستم که در آن طرح و طراح با هم ادغام می شوند و تمام مسائل ادراکی را به صورت واقعی در برابر طراح قرار می دهد نه تنها بهترین وسیله برای نگاشت طرح است، بلکه بهترین ابزار برای تجربه و شناخت معماری و آموزش آن در دانشگاه ها است. اکنون که فرصت تجربه ی زنده و مستقیم همچون موقعیت معماران گذشته وجود ندارد و جایی برای آزمون و خطا باقی نمانده است، این وسیله می تواند بهترین جایگزین باشد. وظیفه ی معمار از یک کاراموز خلبانی (که به جای تمرین های خطرناک آموزشی با V.R کارآموزی می کند) حساس تر است! خلبان ناآزموده جسم مردمان را به خطر می اندازد ولی معمار بی شناخت روح انسان ها را نابود می کند!

ژیل دلوز
ژیل دلوز متفکری است که در دهه اخیر، بیشترین اتفاقات هنر تحت تاثیر اندیشه های او شکل گرفته است. متفکری که چندان در زادگاه خود، فرانسه، مطرح نشده است، ولی اندیشه هایش در شکل گیری رویدادهای فلسفی-هنری کشورهای انگلیسی زبان به خصوص امریکا، تاثیر به سزایی گذاشته است. ردپای اندیشه های او را می توان در معماری Hyper surface , Folding , Cyber space دید. کتابی تحت عنوان (After Deleuze: The Art Of Event) در اواخر سال 2001 در اروپا منتشر خواهد شد که بحث اصلی آن در مورد تاثیر اندیشه های دلوز بر دنیای هنر است. خیل عظیم کتابهایی که در اروپا، در راستای اندیشه های دلوز انتشار می یابد ما را وا می دارد که از کنار این رویدادها بی تفاوت نگذریم- این در حالی است که یک کتاب مهم نیز از او به فارسی ترجمه نشده است-. ژیل دلوز در سال 1925 در فرانسه متولد شد. بین سالهای 1944 و 1948 در سوربن فلسفه خواند. بعد از گرفتن لیسانس فلسفه بین سالهای 1948 و 1957 در مدارس فرانسه فلسفه درس داد و از سال 1957 تا 1960 در سوربن تاریخ فلسفه درس داد و چهار سال از پژوهشگران مرکز ملی پژوهش علمی (CNRS) بود. در سال 1969 به مقام استادی فلسفه رسید. به خواهش میشل فوکو در دانشگاه لیون، فلسفه درس داد و در همان سال از رساله دکتری خود با عنوان تفاوت و تمایز و رساله اسپینوزا و مساله بیان دفاع کرد. در سالهای 1987 از تدریس کنار گرفت و در سال 1996 خودکشی کرد. او آثار برجسته ای در زمینه های مختلف، از جمله فلسفه، هنر و ادبیات خلق کرده است. دلوز با همکاری فیلکس گتاری آثار ارزنده ای را درباره نظام نشانه ها و منطق معنا و اهمیت نما در سینما به رشته تحریر در آورده اند. اندیشه های کانت، اسپینوزا، برگسون و نیچه جایگاه خاصی در آرای این متفکر برجسته ی فرانسوی دارد و او بیش از همه وام دار تفکرات و اندیشه های نیچه است. راست است که او اعتقادی به نظام استاد و شاگردی نداشت ولی نتوانست خود را از دام این نگرش رها سازد و به حق می توان گفت که شاگرد راستین نیچه است.
از نوشتههای ژیل دلوز می توان به کتابهای زیر اشاره کرد: نیچه و فلسفه (1962)، فرانسیس بیکن منطق احساس (1981)، مارسل پروست و نشانه ها (1964)، تمایز و تکرار (1969)، تصویر-حرکت (1983)، تصویر-زمان (1985)، ضد ادیپ- سرمایه داری و شیزوفرنیک (1972)، کافکا در دفاع از ادبیات اقلیت (1963)، هزار سطح صاف (1980)، فولد، لایب نیتس و باروک (1988).
یکی از تاثیرگذاراترین آثار دلوز وگتاری، کتاب ضد ادیپ، سرمایه داری و شیزوفرنیک است. اساس کتاب در سخن روانکاوانه نوشته شده است. این کتاب در اصل به منزله یک واکنش مستقیم و تئوریک به شورش دانش آموزان و دانشجویان فرانسه در 1968 است. در ضدادیپ بحث در مورد سرکوب کردن غریزه است. پلیس دیگران و خویشتن شدن. به نظر دلوز و گتاری "عقده ادیپ که به مثابه مجموعه درونی شده ای از مناسبات قدرت ربوده شده است، حاصل اعمال سرکوب سرمایه داری در درون خانواده است."
دلوز و گتاری با پیروی از آرای لاکان و فروید و فراتر رفتن از آن، نقد روانکاوانه ریشه ای و نوعی روش متنی موسوم به تحلیل شیزو (schyzo-analysis) برای قرائت متون ارائه می دهند و در اصل می توان گفت دلوز در تحلیل شیزو خود را به مباحث هرمنوتیک مدرن نزدیکتر کرده است. او بر این عقیده است که انسان در حال نوشتن یک نامه خیلی ساده تا یک کتاب پیچیده همواره در حال سرکوب کردن معنایی است که از نامه مستفاد می شود و در حال تزریق معنایی است که خود مدنظر دارد و در کل می توان گفت متن دوسویه است. شخصیتی که خود دارد و شخصیتی که ما به آن می دهیم. حمله دلوز و گتاری در درجه اول متوجه مقوله بازنمایی میل (هوس) براساس فقدان یا نیاز است. آنها این مقوله را یکی از تمهیدات سرمایه داری برای از شکل انداختن ناخودآگاه می شمارند.
تقلید، اجتماعی شدن با زیر سلطه و اقتدار رفتن، تشابه را مهم انگاشتن، از تمایز گریختن، به فرمان پدر یا حاکم در آمدن، نسخه برداری کردن، شبیه کشی و رونویسی کردن است که سرانجام به فرمان زیستن را همراه می آورد. به نظر دلوز هنری که بر پایه تقلید شکل می گیردهنری استوار بر پارانویا است. به نظر آنها، بین فرد- که به میل تعریف می شود.- و جمع- که با قانون تعریف می شود- هیچ تمایزی نیست بلکه تنها چیزی که وجود دارد، میل اجتماعی است (میل اجتماعی جای فرد و جمع را می گیرد و این دو در واقع وجود خارجی ندارند) درنتیجه، میل همیشه در حرکت است، همیشه، بسته به موقعیت، از اجزا متفاوت تشکیل می شود، بیشتر ماشین گونه است تا نمایش ادیپ وار بازنمایی. به عکس تحلیل شیزو نوعی ناخودآگاه می سازد که در آن میل (هوس)، سیلانی آزاد است. نوعی انرژی که اضطراب ادیپی آن را محدود نمی کند، بلکه سرچشمه مثبت آغازهای تازه است. تحلیل شیزو به معنای آزاد کردن میل است، آنچه میل ناخودآگاه پارانویدی است براساس ملت، خانواده، کلیسا، مدرسه و نظایر آنها خط و مرز می کشید ناخودآگاه شیزوفرنیک با واژگون کردن این کلیت های سرمایه داری، خط و مرزها را از بین می برد.
دلوز و گتاری به انواع تفسیرهای متعالی حمله می کنند و فقط تفسیر غیرمتعالی را که از تحمیل معنایی مسلط بر متن اجتناب می کند مجاز می شمارند. تفسیر متعالی سعی می کند بر متن حاکم شود و این کار پیچیدگی حقیقی آن را تضعیف می کند. رابطه شیزوفرنیک با ادبیات اقدام به واژگون سازی می کند و خود را از قید نظام آزاد می کند چنانچه اثر را نه به مثابه متن بلکه اساسا غیر رمزی تلقی کنیم تحلیل گر شیزو نیز نیاز دارد تا سخن های بالقوه انقلابی متن را به فعالیت وا دارد و در اینجاست که تحلیل گر شیزو هر گونه بازنمایی را مرز زدایی می نماید.

میشل فوکو در پیش گفتاری که در سال 1977 بر این کتاب نوشت، آورده است: "ضد ادیپ بودن به یک سبک زندگی و شیوه ای از اندیشیدن و زندگی بدل شده است. دامهای ضد-ادیپ دامهای طنز؛ فراخوانهای بسیار به تخلیه خود، متن را کنار گذاشتن و کتاب را محکم بستن. کتاب اغلب ما را وا می دارد که بیاندیشیم جز طنز و بازی نیست آنجا که چیزی اساسی در میان است، چیزی که بیش از همه جدی است (یعنی) تعقیب هم شکلهای فاشیسم، از عظیم ترین شکلهای آن که ما را محاصره و لگدمال می کنند تا شکلهای جزئی آن که زندگی روزمره مان را به استبداد و ستمی
متغیرهای زبانی و منطق فازی 45
فازی بودن اعداد 46
توانایی منحنی های فازی در توضیح عبارت نسبی 48
2. منحنی زندگی 49
کنترل و ارتباط 50
کنترل عصبی فازی 51
کاربردهای منطق فازی 52
1.کاربرد در شبکه های مصنوعی 52
2. سیستم های ارتباطی 53
3- کنترل ترافیک 54
4- کنترل هوشمند 55
کاربرد های دیگر 56
مورفینگ 57
طراحی و ساخت معماری در عصر دیجیتال 59
مقدمه 59
معماری های دیجیتالی 60
ساخت دیجیتالی 66
سفارش انبوه 70
نتیجه گیری 72

پردازش دیجیتالی تصویر ، معرفی میکرو کنترلر 8051

پیشگفتار:

با ساخت وسایل الکترو مغناطیسی نظیر انواع الکتروموتورها، بوبین ها ،رله ها وغیریه ،انسان قادر شد با بهره گیری از الکترونیک  ، کنترل ابزارهای مکانیکی را در دست گیرد و سر انجام با پیدایش میکرو پروسسورها و با توجه به توانایی آنها در پردازش اطلاعات و اعمال کنترلی و همچنین قابلیت مهم برنامه پذیر بودن آنها تحول شگرفی در ساخت تجهیزات الکترونیکی و صنعتی وغیره به‌وجودآمد.

پیشرفت ها و تحولات اخیر باعث پیدایش اتوماسیون صنعتی شده که در بسیاری از موارد جایگزین نیروی انسانی می گردد.به عنوان نمونه انجام امور سخت در معادن و یا کارخانه ها و یا کارهایی که نیازمند دقت وسرعت بالا می‌باشد و یا انجام آن برای نیروی انسانی خطر آفرین است به انواع دستگاهها و رباتها سپرده شده است. همچنین با پیشرفت الکترونیک در زمینه ساخت سنسورها . بالا رفتن دقت آن ها،  امروزه انواع گوناگونی از حس گرها در دنیا تولید می شود که در ساخت رباتها و در زمینه اتوماسیون نقش مهمی را ایفا می‌کنند.
در این پایان نامه پس از مباحثی در مورد  پردازش دیجیتالی تصویر ، معرفی میکرو کنترلر 8051  بصورت مختصر و در حد نیاز و بخش کوچکی در مورد استپ موتورها  به طراحی وپیاده سازی نمونه ای کوچک از یک ماشین مسیر یاب پرداخته شده است .شایان ذکر است که مطالب مربوط به طراحی وساخت ماشین بگونه ای بیان شده که توسط هر فردی که آشنایی مختصری با میکرو کنترلرها داشته باشد، قابل پیاده سازی است.

در خاتمه از استاد گرانقدر جناب آقای همایون موتمنی و نیز تمام کسانی که  در این امر مرا یاری دادند، از جمله مهندس فیض ا... خاکپور و نیز دوست عزیزم مهدی جعفری ، تشکر و قدردانی می نمایم.

 

فصل اول 

 

آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری د

1-1کلیات  

تکنولوژی ماشین بینایی وتصویر بر داری دیجیتالی شامل فرایند هایی است که نیازمند بکارگیری علوم مختلف مهندسی نرم افزار کامپیوتر می باشد این فرایند را می توان به  چند دسته اصلی تقسیم نمود :

1-        ایجاد تصویر به شکل دیجیتالی

2-        بکارگیری تکنیکهای کامپیوتری جهت پردازش ویا اصلاح داده های تصویری

3-    بررسی و استفاده از نتایج پردازش شده برای اهدافی چون هدایت ربات یا کنترل نمودن تجهیزات خود کار ، کنترل کیفیت یک فرایند تولیدی ، یا فراهم آوردن اطلاعات جهت تجزیه و تحلیل آماری در یک سیستم تولیدی کامپیوتری (MAC)

ابتدا می بایست آشنایی کلی ، با هر یک از اجزاء سیستم پیدا کرد و از اثرات هر بخش بر روی بخش دیگر مسطح بود . ماشین بینایی و تصویر بر داری دیجیتالی از موضوعاتی است که در آینده نزدیک تلاش و تحقیق بسیاری از متخصصان را بخود اختصاص خواهد بود.

در طی سه دهه گذشته تکنولوژی بینایی یا کامپیوتری بطور پراکنده در صنایع فضایی نظامی و بطور محدود در صنعت بکار برده شده است . جدید بودن تکنولوژی ، نبودن سیستم مقرون به صرفه  در بازار و نبودن متخصصین این رشته باعث شده است تا این تکنولوژی بطور گسترده استفاده نشود .

تا مدتی قبل دوربین ها و سنسورهای استفاده شده معمولا بصورت سفارشی ومخصوص ساخته می شدند تا بتوانند برا ی منظورخاصی مورد استفاده قرار گیرند همچنین فرایند ساخت مدارهای مجتمع بسیار بزرگ آنقدر پیشرفت نکرده بود تا سنسورهای حالت جامد با رزولوشن بالا ساخته شود .

استفاده از سنسورهای ذکر شده مستلزم این بود که نرم افزار ویژه ای برای آن تهیه شود و معمولا این نرم افزارها نیز نیاز به کامپیوتر هایی با توان پردازش بالا داشتند. علاوه بر همه این مطالب مهندسین مجبور بودند که آموزشهای لازم را پس از فراغت از تحصیل فرا گیرند . زیرا درس ماشین بینایی در سطح آموزشهای متداول مهندسی در دانشگاهها وبه شکل کلاسیک ارائه نمی شد .

تکنولوژی ماشین بینایی در دهه آینده تاثیر مهمی بر تمامی کارهای صنعتی خواهد گذاشت که دلیل آن پیشرفتهای تکنولوژی اخیر در زمینه های مرتبط با ماشین بینایی است واین پیشرفتها در حدی است که استفاده از این تکنولوژی هم اکنون حیاتی می باشد .

2-1-بینایی واتوماسیون کارخانه

وظایف اساسی که می تواند توسط سیستمهای ماشین بینایی انجام گیرد شامل سه دسته اصلی است.

1-        کنترل

2-        بازرسی

3-        ورود داده

کنترل در ساده ترین شکل آن مرتبط با تعیین موقعیت و ایجاد دستورات مناسب می باشد تا یک مکانیزم را تحریک نموده ویا عمل خاصی صورت گیرد . هدایت نقاله های هدایت شونده خود کار (AGVS) در عملیات انتقال مواد در یک کارخانه هدایت مشعل جوشکاری در امتداد یک شمایر یا لبه یا انتخاب یک سطح بخصوص برای انجام عملیات رنگ پاشی توسط ربات ، مثلهایی از بکار گیری ، ماشین بینایی در کنترل می باشند . کاربردهای ماشین بینایی در بازرسی مرتبط با تعیین برخی پارامترها می باشد . ابعاد مکانیکی وهمچنین شکل آن ، کیفیت سطوح ، تعداد سوراخها در یک قطعه ، وجود یاعدم وجود یک ویژگی یا یک قطعه در محل خاصی از جمله پارامترهایی هستند که توسط ماشین بینایی ممکن است ، بازرسی می شوند عمل اندازه گیری توسط ماشین بینایی کم و بیش مشابه بکار‌گیری روشهای سنتی استفاده از قیدها و سنجه های مخصوص و مقایسه ابعاد می باشد . سایر عملیات بازرسی بجز موارد اندازه گیری شامل مواردی چون کنترل وجود بر چسب بر روی محصول بررسی رنگ قطعه ، وجود مواد خارجی در محصولات غذایی نیز با تکنیکهای خاصی انجام می گیرد . کار بازرسی ممکن است حتی شامل مشخص نمودن خواص یا ویژگیهایی الکتریکی یک محصول گردد . با مشاهده خروجی اندازه گیرهای الکتریکی می توان صحت عملکرد محصولات الکتریکی را بازرسی نمود . هر چند که در چنین مواردی چنانچه سیستم بینایی کار دیگری بجز مورد ذکر شده انجام ندهد معمولا روش ساده تر و مقرون به صرفه ترین بدین صورت خواهد بود که کار بازرسی فوق توسط یک ریز پردازنده و ابزارهای مربوط انجام گیرد .

اطلاعات مربوط به کیفیت محصول ویا مواد وهمچنین تعقیب فرایند تولید را می توان توسط ماشین بینایی گرفته ودر بانک اطلاعاتی سیستم تولید کامپیوتری جامع بطور خود کار وارد نمود . این روش ورود اطلاعات بسیار دقیق و قابل اعتماد است که دلیل آن حذف نیروی انسانی از چرخه مزبور می باشد . علاوه بر این ورود اطلاعات بسیار مقرون به صرفه خواهد بود چرا که اطلاعات بلافاصله پس از بازرسی وبه عنوان بخشی از آن جمع آوری و منتقل می شوند .

میزان پیچیدگی سیستم های بینایی متفاوت می باشد این سیستم ها ممکن است منحصر به یک سیستم بارکدینگ معمولی که برای مشخص نمودن محصول جهت کنترل موجودی بکار می رود تشکیل شده باشد یا ممکن است متشکل از یک سیستم بینایی صنعتی کامل برای اهدافی چون کنترل کیفیت محصول باشد .

3-1 سرعت واکنش

زمان مورد نیاز برای تصمیم گیری توسط ماشین بینایی بستگی به اندازه ماتریس تصویر یا زمان پردازش لازم در کارت تصویر گیر و نوع دوربین دارد . دوربیهایی نوع لاچکی که با استاندارد Rs-170 کار می کنند تعداد 30 تصویر در ثانیه تولید می کنند که این تصاویر بر روی مونیتورهای موجود در بازار قابل نمایش هستند . چنانچه از استاندارد Rs-170 استفاده نشود می توان تعداد تصاویر در ثانیه را پنج تا ده برابر افزایش داد . دوربینهای حالت جامد می توانند در زمان بسیار کوتاه معادل ( میکرو ثانیه تصویر گیری کنند زمان لازم جهت خواندن سیگنال تصویر از سنسور دوربین بستگی به اندازه ماتریس سنسور سرعت پردازش و پهنای باند سیستم دارد. با استفاده از تکنیکهای پردازش موازی می توان زمان پردازش را متناسب با تعداد پردازشگرهای موازی کاهش داد .

زمان واکنش سیستم بینایی انسان در حدود 6% ثانیه یا 16/1 ثانیه می باشد این موضوع توسط این حقیقت تائید می شود که وقتی تصاویر ، با سرعت 30 عدد در ثانیه یک صحنه متحرک را نشان می دهند چشم انسان قادر به تشخیص انقطاع بین تصاویر نیست .

سیستم های ماشین بینایی مورد استفاده در صنعت که برای کنترل بر چسب روی بطریها بکار می رود می توانند با سرعتی معادل 900 بطری در دقیقه یا در صورت یک بطری در 7% ثانیه کار کنند . البته می توان با گرفتن تصاویری که بیش از یک بطری را در بر می گیرد سرعت کنترل را بیش از این نیز افزایش داد . سرعت چشم انسان برای انجام کار مشابه حداکثر 60 بطری در دقیقه می باشد که این سرعت در اثر خستگی و شرایط نامساعد محیطی کاهش نیز می یابد .

بطور خلاصه تصویر گیری توسط ماشین بینایی تقریبا 10 برابر سرعت بینایی انسان می باشد این نسبت با پیشرفت تکنولوژی در علوم الکترونیک رو به افزایش می باشد در حالیکه سرعت چشم انسان مقدار مشخصی است سرعت انجام فرایند کامل توسط ماشین بینایی در حدود 15 برابر چشم انسان می باشد .

4-1 واکنش طیف موج

چشم انسان فقط در مقابل نور قابل رویت که طیف محدودی است می تواند اشیاء را ببیند . دامن دید از طول موج بنفش در 390 میکرون تا طول موج قرمز در 790 میلی میکرون می باشد
 واکنش سیستم ماشین بینایی در مقایسه با چشم انسان بسیار وسیع تر بوده و دامنه از پرتو گاما و X در منطقه طول موج کوتاه شروع شده وتا طول موج مادون قرمز در قسمت طول موجهای طویلی ختم می شود .

توانایی چشم انسان در تشخیص رنگها و پیچیده بوده ودر هنگام تشخیص رنگ مولفه های آن بطور مجزا در نظر گرفته نمی شوند . در عوض میانگین ، انرژی در طول موجهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته ورنگ دیده شده یکی از طول موجهای مابین آنها می باشد .

ماشین بینایی برای شناسایی رنگها نیازمند سه دسته اطلاعات است که همان مولفه های رنگ یعنی طول موجهای قرمز یا سبز و آبی می باشد ایجاد رنگ بر روی مانیتور نیز با تحریک هر یک از مولفه ها به مقدار معین بوده بطوریکه نهایتا رنگ مورد نظر ایجاد شود .

ذخیره سازی تصاویر رنگی به حافظه ای معادل سه برابر تصاویر غیر رنگی نیاز دارد .

همچنین حجم پردازش تصاویر رنگی که حاوی اجزاء B,G,R می باشند در مقایسه با تصاویر یک رنگ بیشتر می باشد .

بطور خلاصه طیف طول موج قابل رویت توسط ماشین بینایی بسیاروسیعتر از طیف قابل رویت توسط چشم انسان می باشد همچنین امکان تلفیق و استفاده از طول موجهای مختلف یک تصویر توسط ماشین بینایی وجود دارد یکنواختی و دقت ماشین بینایی در مورد تصاویر رنگی بیش از چشم انسان می باشد .

5-1مقایسه بینایی انسان و ماشین بینایی

 

ماشین	انسان
محدود به تنظیمات اولیه ،نیازمند داده های عددی	بسیار تطبیق پذیر وانعطاف پذیر در مقابل نوع کار و ورود اطلاعات	انعطاف پذیری
قادر به اندازه گیری ابعادی می باشد مثال : طول یک قطعه برحسب تعداد پیکسل	قادر به تخمین نسبتا دقیق موارد توصیفی مثل : تشخیص میوه بد از روی رنگ و شکل آن	توانایی
اندازه گیری مقدار هر یک از R,B	بیان توصیفی از رنگ	رنگ
حساس به فرکانس و سطح روشنایی	قابلیت تطبیق ، باشرایط نوری ،خواص فیزیکی	حالت

ماشین	انسان
حساس به خواص فیزیکی سطح جسم ، قابلیت بیان سطح خاکستری به صورت عددی دقیق و مشخص ،براحتی قادر به تشخیص 256 سطح خاکستری می باشد	سطح اجسام و فاصله تا جسم ، محدودیت در توانایی تشخیص مقدار سطوح خاکستری بستگی به بیننده دارد و ممکن است در یک زمان متفاوت از زمان دیگر باشد مقدار سطوح خاکستری قابل تشخیص بین 7 تا 10 می باشد	حساسیت
بسیار بالا که البته بستگی به پردازشگر مورد استفاده و پهنای بانددارد سرعت واکنش در حدود    ثانیه بوده وسرعتهای بالاتر نیز از نظر تکنیکی قابل دسترسی است.	سرعت واکنش کند و حداکثر در حدود 10/1ثانیه می باشد	واکنش
صحنه های دو بعدی براحتی قابل تشخیص می باشد ودر صحنه های سه بعدی براحتی مقدور نیست و نیازمند به 2 دوربین بوده وسرعت نیز کم است .	صحنه های سه بعدی براحتی قابل درک می باشد	دو و سه بعدی
اطلاعات اخذ شده بطور خودکار و مداوم وارد بانک اطلاعاتی می شود ، انتقال ورود و اطلاعات دقیق و کم هزینه می باشد.	اطلاعات اخذ شده می بایستی بطور دستی انتقال داده شود هزینه انتقال و ورود اطلاعات زیاد بوده و میزان خطا زیاد می باشد .	خروج داده ها
می تواند به هر دو صورت خطی و لگاریتمی دریافت کند . محدوده طیف از طول موجهای پائین پرتو تا طول موجهای بالای مادون قرمز می باشد .	براساس مقیاس لگاریتمی است و متاثر از رنگ زمینه می باشد محدود به طیف قابل رویت از 300 تا 700میلی میکرون	دریافت داده ها طول موج

 

6-1 سیستم بینایی چیست ؟

1-6-1 کلیات سیستم

یک سیستم ماشین بینایی شامل تمام اجزاء لازم بمنظور تهیه ، تعریف دیجیتالی یک تصویر تغییر واصلاح داده ها وارائه نمایش داده های تصویری دیجیتالی به دنیای بیرون می باشد چنین سیستمی چنانچه در یک محیط صنعتی بکار گرفته شود ، ممکن است به دلیل اینکه متصل به سایر تجهیزات خط تولید می باشد بسیار پیچیده بنظر می رسد ولی اگر چنانچه با توجه به نقش و وظیفه سیستم بینایی اجزاء اصلی تشکیل دهنده آن بیان شوند ، مشخص خواهد شد که پیچیدگی زیادی در سیستم وجود ندارد اجزاء اصلی سیستم شامل سه قسمت اصلی است :

1-          قسمت تصویر برداری

2-          پردازش

3-          نمایش یا وسایل خروجی اطلاعات

2-6-1 تصویر گیری

تصویر گیری در ماشین بینایی یعنی تبدیل اطلاعات تصویری یک شئی فیزیکی و خواص ظاهری آن بصورت داده های عددی است بگونه ای که این تصویر می تواند از توسط پردازشگر پردازش شود تصویر گیری ممکن است شامل چهار فرایند زیر باشد :

1-    نور پردازی

2-    تشکیل تصویر یا متمرکز کردن آن

3-    تبدیل تصویر به سیگنالهای الکتریکی

4-    قالب بندی کردن سیگنال خروجی تصویر

3-6-1 نور پردازی

نور پردازی یک عامل کلیدی وتاثیر گذ ار بر روی کیفیت تصویر تشکیل شده است که به عنوان ورودی ماشین بینایی مورد استفاده قرار می گیرد ممکن است تا 30 درصد حجم کار و تلاش طراحی اجزاء یک سیستم ماشین بینایی را بخود اختصاص دهد .

بسیاری از سیستم های ماشین بینایی که در گذشته در صنعت بکار رفته اند از نور قابل رویت استفاده کرده اند که علت آن از یک طرف در دسترس بودن آن واز طرف دیگر خود کار نمودن عمل بازرسی که قبلا توسط کارگر انجام می شده است می باشد بازرسی توسط کارگر براساس توانایی چشم ودر محدوده طول موج نور قابل رویت می باشد چهار نوع لامپ از لامپهایی که نور قابل رویت تولید می کنند واغلب در صنعت استفاده شده اند عبارتند از : لامپهای التهابی فلورسنت بخار جیوه وبخار سدیم استفاده از نور غیر قابل رویت شبیه اشعه ایکس ماوراء بنفش و مادون قرمز بدلیل نیاز به انجام بررسی های ویژه که توسط نور قابل رویت انجام پذیر نیست ، روبه افزایش است روشهای نور پردازی جهت کار بردهای صنعتی ماشین بینایی شامل چهار دسته زیر است :

1-    نور پردازی از پشت

2-    نور پردازی از مقابل

3-    نور پردازی دارای ساختار

4-    نور پردازی لحظه ای

نور پیرامون محیط کار که منابعی بجز منبع اصلی نور پردازی سیستم ماشین بینایی بر مجموع میزان نور تابیده شده برجسم اثر گذاشته وبطور کلی بصورت نویز در داده های تصویری ظاهر می شود .

برای کم کردن تاثیر نور پیرامونی می توان از پرده نوری یا دیواره های محافظ استفاده نمود تا از ورود آن به لنز دوربین جلوگیری شود .

1-3-6-1 نور پردازی از پشت :

وقتیکه شی مورد بررسی بین دوربین و منبع نور قرار می گیرد نور پردازی را اصطلاحا نور پردازی از پشت می گویند در این روش سایه ای از جسم تشکیل می شود و مرز جسم کاملا مشخص می باشد .

 (شکل 1-1)

مزیت نور پردازی از پشت ایجاد تصاویر با کنتر است بالاو تفکیک آسان مرز جسم می باشد کنتر است بالاباعث کم شدن پردازش های بعدی شده همچنین از حساسیت سیستم به تغییرات نوردهی منبع نور می کاهد در مورد نور پردازی اجسامی که مسطح نیستند ممکن است لازم باشد تا با استفاده از عدسی های مناسب نور به جسم تابانده شود .

روش نور دهی از پشت برای اعمالی از قبیل تشخیص ترک ، مک و وجود اشیاء خارجی در قطعات شفاف ایده آل می باشد . تشخیص ترک الستخوان در تصاویر اشعه X واندازه گیری میزان تنش انرژی و حرارتی از یک ساختمان توسط پرتو مادون قرمز از جمله مثالهای این روش نور پردازی می باشند .

اساسا تصویر حاصل از روش نور دهی از پشت تک رنگ است با توجه به اینکه لب های تصویر بگونه ای بر روی صفحه سنسور تشکیل تصویر می دهند که ممکن است یک پیکسل کامل را پر نکنند .

بنابراین این پیکسلها دارای مقادیر حدود سطحی بین سیاه و سفید مطلق خواهند بود به عنوان مثال مقدار عددی پیکسل که 50 درصد آن توسط جسم پوشیده شده است در یک سیستم دارای 16 سطح خاکستری معادل عدد 7 خواهد بود و بطور کلی مقدار عددی هر پیکسل که نشانگر مرزهای قطعه باشد متناسب با مقدار پوشش آن خواهد بود شی نشان داده شده در صفحه بعد در قسمت مرزها ، فقط بخشی از مساحت پیکسلها را پوششی می دهد که مقادیر عددی پیکسلها یا همان سطح خاکستری بدست آمده برای پیکسلها در ماتریس تصویر نشان داده شده است شایان ذکر است که مقدار عددی پیکسلها وهمچنین مقدار کاهش یافته آن نمی تواند هیچگونه اطلاعاتی در خصوص شکل قطعه ارادئه دهد و بایستی اطلاعات مربوط به اینکه چه شکلی در مقابل دوربین قرار گرفته است با مقادیر عددی پیکسلها توام گردد.

تغییر سیستم‌های مکانیکی وبرقی به سیستم‌های الکترونیکی روز به روز در حال افرایش است. در بیشتر تکنولوژی‌های عمده، سیستم‌های الکترونیکیجایگزین بخش‌های مکانیکی شده و از آن پیش افتاده‌اند .امروزهچاپ الکترونیکی شده است. تلویزیون، کامپیوتر و بسیاری از ابزارهای دیگر نیز که درزندگی روزمره از آن استفاده می‌کنیم همین گونه‌اند. سیستم‌های الکترونیکی مسلماً بر تکنولوژی فکری متکی هستند زیرا محاسبات ریاضی و نوشتن نرم‌افزار و برنامه‌هاکارکرد آنها را ممکن می‌گرداند.
یکی از برجسته‌ترین تغییرات، کوچک شدنوسایلی است که هادی برق هستند یا تکانه‌های برقی را منتقل می‌کنند. اختراع ترانزیستور تغییری شگرف را به دنبال داشت: توانایی تولیدوسایل میکروالکترونیک با صدها کارکرد از جمله کنترل، تنظیم، هدایت و حافظه کهمیکروپرسسورهاومیکروکنترلرها به اجرا درمی‌آورند. در آغاز هر تراشه 4 کیلو بایت حافظه داشت کهبعدها به 8، 16، 32، 64 کیلو بایت افزایش یافت و امروزه سازندگان میکروپروسسورتراشه‌هایی تولید می‌کنند که ظرفیت ذخیره‌سازی آنها چندین مگابایت یا حتی گیگابایت است.

امروزه یک تراشه‌ی ریز سیلیکنی(میکروپروسسوریا میکرو کنترلر) حاوی مدارهایالکترونیکی دارای صدها هزار ترانزیستور و همه‌ی اتصالات لازم و بهای آن فقط چنددلار است. مداربندی روی این تراشه می‌تواند خود میکروکامپیوتری باشد با ظرفیتپردازش ورودی / خروجی و حافظه‌ی دستیابی تصادفی و... .

فهرست مطالب

پیشگفتار

مقدمه

نحوه عملکرد ترموستات

نرم افزار ترموستات

دستورات به کار رفته دربرنامه ترموستات

نرم افزار ترموستات

- دستور برای تغییر نام متغیر :ALIAS

- نرم افزار ترموستات

- دستور Locate

- دستور Stop , Start

- دستور WRITEEEPROM

پایان برنامه END