Kanca
Satır aralığını sensörün tarama genişliğine tam eşit seçmek mantıklı görünür — üst üste binme (overlap) olmadan, israfsız bir tarama. Ama pratikte bu seçim neredeyse her zaman yüzeyin bir kısmını taramadan bırakır. Aşağıdaki sahnede satır sayısını değiştirip aynı yüzeyin kaç kesitle örneklendiğini görebilirsin.
Bağlantı yalnız bu sahnenin durumunu taşır; hesap veya ad içermez.
Önce düşük bir satır sayısıyla Tara'ya bas ve taramanın bitmesini bekle. Sonra satır sayısını artırıp yeniden tara; iki tamamlanmış koşunun nokta sayılarını karşılaştır.
Ne oldu
Yukarıdaki sahnenin izlediği desene boustrophedon (Yunanca "öküzün döndüğü gibi") denir: satır çift ise soldan sağa, tek ise sağdan sola — tıpkı bir tarlayı sabanla sürmek gibi. Choset ve Pignon (1997) bu deseni robot kapsama (coverage) planlamasının temel yapı taşı olarak tanımlar: alan hücrelere bölünür, her hücre bu gidip-gelen desenle tam taranır.
Satır sayısını azalttığında sahnede toplanan nokta sayısı düşer: aynı yüzey daha az kesitle örneklenir. Sahne satırları yan yana dizdiği için aradaki boşluğu ayrıca çizmez — boşluk, gerçek bir hücrede satır aralığının sensörün kapsadığı genişliği aşmasıyla oluşur. Bunun nedeni basit geometri: sensörün tek geçişte kapsadığı gerçek genişliğe tarama genişliği (footprint, W) denir. Satır aralığı (adım, s) W'ye tam eşit seçilirse, teorikte boşluk kalmaz — ama bu, üç varsayımın hepsinin doğru olmasını gerektirir: robotun konumlama hatası sıfır, yüzey tamamen düz (eğim W'yi değiştirmiyor) ve zamanlama sapması (jitter) yok. Gerçek bir robot hücresinde üçü de kısmen ihlal edilir.
Bu yüzden pratikte bir örtüşme payı (overlap ratio, o) eklenir: etkin adım s = W · (1 − o) olacak şekilde satırlar birbirine kısmen biner. Galceran ve Carreras'ın (2013) kapsama planlaması derlemesinde vurgulandığı gibi, bu pay konumlama hatasına ve yüzey değişkenliğine karşı bir güvenlik marjı sağlar — kapsama garantisinin bedeli, daha fazla satır ve daha uzun tarama süresidir.
Örnek. Sensörün tarama genişliği W = 20 mm, taranacak yüzeyin yüksekliği H = 100 mm olsun.
Satır sayısını hesaplarken dikkat edilecek nokta şu: n satır, yüzeyde W + (n − 1) · s kadar bir şerit kapsar — ilk satır kendi genişliği kadar yer kaplar, sonraki her satır üstüne yalnızca s ekler. Buradan
n = ceil((H − W) / s) + 1
çıkar. Doğrudan H / s demek yaygın bir kestirmedir ama son satırın tam genişliğini saymadığı için genelde bir satır fazla verir.
Sıfır örtüşmeyle (o = 0), s = 20 mm ve n = ⌈80/20⌉ + 1 = 5 satır yeter (kapsama: 20 + 4 · 20 = 100 mm). %20 örtüşme payı eklersen (o = 0,2), etkin adım s = 20 · 0,8 = 16 mm'ye iner ve n = ⌈80/16⌉ + 1 = 6 satır gerekir (kapsama: 20 + 5 · 16 = 100 mm, tam). Satır sayısı %20 arttı, ama konumlama hatasına karşı bir güvenlik payı kazanıldı.
Gerçek dünyada
Bir yüzey muayenesi hücresinde tarama yolu genelde çevrim dışı (offline) üretilir: parçanın CAD modeli üzerinden sensörün tarama genişliği ve istenen örtüşme oranı girilir, robot yolu (satır sayısı, satır aralığı, robot hızı) buna göre hesaplanır. Yüzey eğimli veya kavisli olduğunda W sabit kalmaz — eğim arttıkça projekte edilen çizgi genişçe uzar ama ışık şiddeti düşer, bu da örtüşme payının eğimli bölgelerde neden daha yüksek tutulduğunu açıklar.
Dene
Sonraki
Bu tarama yollarından elde edilen ölçümler ne kadar güvenilir? Bir sonraki ders, ve kavramlarını ele alıyor — bir sensörün "iyi" olmasının aslında iki farklı anlamı olabileceğini gösteriyor.