Файл: Техническое зрение для системы управления сортировочного робота.pdf

92
Таблица 6.3 – Линейный график работ
Этап НР
С
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1120 130 140 150 1
2,91 1,24 2
1,24 2,9 3
2,31 5,39 4
0 65,12 5
0 3,55 6
0,83 3,31 7
5,33 12,43 8
0 24,27 9
0 21,31 10 5,62 0
НР −
С −

93
6.3 Расчет сметы затрат на выполнение проекта
Расчет затрат для выполнения комплекса работ по проекту производится по следующим статьям:
- материалы и покупные изделия;
- заработная плата;
- социальный налог;
- расходы на электроэнергию;
- амортизационные отчисления;
- командировочные расходы;
- оплата услуг связи;
- арендная плата за пользование имуществом;
- прочие услуги (сторонних организаций);
- прочие (накладные) расходы.
В процессе выполнения работ выполнения работ по проекту исполнителям не требуется производить оплату услуг сторонних организаций, так как они являются подразделениями и/или подрядными организациями ТПУ, а также нет необходимости производить оплату за аренду имущества. Исполнители также не производят оплату командировок, услуг связи. Таким образом, касательно проекта, необходимо произвести расчет материалов и покупных изделий, заработную плату исполнителей, социальный налог, расходы на электроэнергию, амортизацию и накладные расходы.
6.3.1 Расчет затрат на материалы и покупные изделия
Работа над проектом заключается в проведении теоретических исследований в своем начале и практических – в конце. Для теоретических исследований необходимо наличие программной среды Python 3.6, библиотеки компьютерного зрения OpenCV, MS Office. Первые два продукты распространяются бесплатно, а лицензия на MS Office приобретена ТПУ и доступна в открытом доступе для студентов, следовательно, затраты на использование данных программ не учитываются. Так как затрат на все

94 программное обеспечение удалось избежать, то материальные затраты в данной части состоят только из расходов на канцелярские принадлежности и расходные материалы для принтера.
При проведении практических исследований необходимо было произвести закупку такого оборудования, как манипулятор и цифровая камеры.
Данное оборудование уже было в стенах ТПУ, и было предоставлено для использования, поэтому материальных затрат на закупку оборудования тоже удалось избежать. Единственной тратой была покупка изделий для сортировки, а конкретно детских кубиков.
В материальные затраты также входят транспортно-заготовительные расходы (ТЗР), которые обуславливаются затратами на совершение сделок купли- продажи материалов, их доставку к месту использования. Обычно
ТЗР составляют от 5% до 20% от общей цены материалов. Положим норму ТЗР равной 10%.
С учетом вышесказанного, составим таблицу 6.4, в которой учтены затраты на первый и второй этапы работы.
Таблица 6.4 – Расчет затрат на материалы
Наименование материалов
Цена за ед., руб. Кол-во
Сумма

95 6.3.2 Расчет заработной платы
Данная статья расходов включает в себя заработную плату студента
(исполнитель проекта) и научного руководителя, а также премии, входящие в фонд заработной платы. Расчет заработной платы выполняется на основе трудоемкости выполнения каждого этапа и величины месячного оклада исполнителя. Величина месячных окладов (МО) для сотрудников ТПУ находится в общем доступе и её можно найти на портале. Оклад студента принимается равным окладу соответствующего специалиста низшей квалификации в организации, в которой выполняются подобные виды работ или же там, где студент проходил преддипломную практику.
Для расчета заработной платы студента примем величину месячного оклада, равную окладу младшего научного сотрудника на полставки, т.е. МО
С
= 7437,225 руб.; а величина заработной платы руководителя – величина месячного оклада доцента, д.т.н. МО
НР
= 27484,86.
Для дальнейшего расчета зарплаты необходимо вычислить среднедневную ставку с учетом среднего количества рабочих дней в месяце.
В 2018 году 247 рабочих дней, следовательно, количество рабочих дней в месяце равно 20,6. Таким образом, среднедневная тарифная заработная плата рассчитывается по формуле:
ЗП
дн
= МО/20,6
Для студента эта величина составит примерно 361 рубль, а для научного руководителя 1334,22 рубля в день. Зная среднедневную оплату труда, на можно произвести расчет основной заработной платы за период выполнения работ. Затем, учитывая премии, дополнительную заработную плату и районный коэффициент, можно рассчитать полную заработную плату по следующей формуле:
ЗП
полн
= ЗП
дн
* Т
РД
* К
ПР
*
К
ДОП
* К
Р где Т
РД
– трудоемкость проекта для сотрудника в рабочих днях; К
ПР
=
1,1

96
– коэффициент премирования; К
доп
= 1,13 – коэффициент дополнительной заработной платы для пятидневной рабочей недели; К
р
= 1,3 – районный
(северный) коэффициент. Выполнив расчеты по приведенным формулам, результаты приведены в таблице 6.5.
Таблица 6.5 – Затраты на заработную плату
Исполнител
ь
Оклад,
руб./мес.
Среднедневна
я ставка,
руб./день
Затраты
времени
,
раб.
дни
Коэффициен
т
Фонд
з/платы
, руб.
НР
27484,8 6
1334,22 18 1,62
38905,9
С
7437,22 5
361 140
81874,8
Итого
120780,
6
6.3.3 Расчет затрат на электроэнергию
Данная статья учитывает затраты на электроэнергию, которая потребляется всем оборудованием в течение работы над проектом. Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:
С
эл.об.
= P
об
· t
об
· Ц
Э
, где P
ОБ
– мощность, потребляемая оборудованием, кВт; Ц
Э
– тариф на 1 кВт∙час (Ц
Э
= 5,782 руб/кВт·ч); t
об
– время работы оборудования, час.
Время работы оборудования определяется по формуле:
t
об
= T
РД
* К
t
,
где К
t

1– коэффициент использования оборудования по времени, равный отношению времени его работы в процессе выполнения проекта к
T
РД
, определяется исполнителем самостоятельно. В ряде случаев возможно определение t
об
путем прямого учета, особенно при ограниченном использовании соответствующего оборудования.
Для выполнения работ студентом использовался персональный компьютер, принтер. Определим затраты на потребленную оборудованием электроэнергию и сведем результаты расчетов в таблицу 6.6.
Таблица 6.6 – Затраты на электроэнергию

97
Наименование оборудования
Мощность оборудования, кВТ
Кt
Время работы оборудования, ч
Затраты на электроэнергию
Персональный компьютер
0,35 0,9 1054,3 1920,23
Принтер
0,25 0,005 1240 8,96
Итого
1929,19
6.3.4 Расчет затрат на социальный налог
Затраты на единый социальный налог (ЕСН), который включает в себя отчисления в пенсионный фонд, на социальное и медицинское страхование, составляют 30% от полной заработной платы по проекту и рассчитывается по формуле С
СОЦ
= С
ЭЛ
* 0,3. Итак, для проведения исследования затраты на социальный налог составляют С
СОЦ
=
155490,6*0,3 =
36234,21 руб.
6.3.5 Расчет амортизационных расходов
Расчет амортизационных расходов производится по следующей формуле:
????
????????
=
????
????
∙Ц
ОБ
∙????
рф
∙????
????
Д
, где Н
А
– годовая норма амортизации единицы оборудования; Ц
ОБ
– балансовая стоимость единицы оборудования с учетом ТЗР, F
Д
– действительный годовой фонд времени работы соответствующего оборудования, берется из специальных справочников или фактического режима его использования в текущем календарном году, t
рф
– фактическое время работы оборудования в ходе выполнения проекта, учитывается исполнителем проекта; n – число задействованных однотипных единиц оборудования.
При работе над проектом использовались по 1 единице оборудования: персональный компьютер, принтер. Эти два типа оборудования входят в одну группу – вычислительная техника, следовательно, они имеют одинаковый срок полезного использования, равный 2-3 годам. Так как компьютер эксплуатировался более 3 лет уже к

98 началу работ, то срок его полезного использования истек, следовательно, амортизационные расходы на данный вид оборудования равны нулю.
Принтер эксплуатировался к началу проведения работ более 5 лет, следовательно, амортизационные расходы на него тоже нулевые.
6.3.6 Расчет прочих (накладных) расходов
В статье «Прочие расходы» отражены расходы на выполнение проекта, которые не учтены в предыдущих статьях, их следует принять равными 10% от суммы всех предыдущих расходов, т.е.
С
проч.
= (С
мат
+ С
зп
+ С
соц
+ С
эл.об.
+ С
ам
) ∙ 0,1 = (1844,7+ 120780,6+ 36234,21+
1929,19) ∙ 0,1 = 160788,7 ∙ 0,1 = 16078,87 руб.
6.3.7 Расчет общей себестоимости разработки
Рассчитав сумму всех расходов на выполнение запланированных работ, произведем расчет общей себестоимости проекта. Результаты расчетов представлены в таблице 6.7.
Таблица 6.7 – Расчет общей себестоимости проекта
Статья затрат
Обозначение
Сумма, руб.
Материалы и покупные изделия
C
мат
1844,7
Заработная плата
C
зп
120780,6
Отчисления в социальные фонды
C
соц
36234,21
Расходы на электроэнергию
С
эл.
1929,19
Прочие расходы
C
проч
16078,87
ИТОГО:
176867,57
Таким образом, затраты на разработку составили С = 176867,57 руб.

99
Заключение
В магистерской диссертации рассмотрены основы технического зрения и проведено обоснование актуальности и целесообразности применения данной технологии в промышленной робототехнике.
Проведен анализ готовых решений от мировых производителей промышленной робототехники. Разработан алгоритм работы СТЗ. Суть этого алгоритма заключается в том, что положение изделия на конвейерной ленте определяется путем обработки изображения с видеокамеры, закрепленной над рабочей областью. Определяются координаты положения объекта на картинке, затем они приводятся к системе координат, связанной с базой манипуляционного робота. Принцип определения координат изделия основан на выделении из видеопотока, поступающего с камеры, точек, соответствующих характерному цвету груза.Приниц сортировки основан на определении цвета изделия и распозновании наклеенного на него QR кода.
В результате исследования была создана недорогостоящая и простая система управления с использованием методов технического зрения, способная находить изделие в пространстве и производить его классификацию по определенно заданным признакам.

100
Список использованной литературы
1. Борисов О.И., Громов В.С., Пыркин А.А., Методы управления робототехническими приложениями. Учебное пособие. — СПб.: Университет
ИТМО, 2016. — 108 с.
2.
Автоматизация сортировки и отбраковки [Электронный ресурс]. -
Режим доступа: http://www.mkoi.org/366/367/373/ (дата обращения 25.04.18)
3.
Считывание и распознавание меток и маркировок [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mkoi.org/366/367/376/ (дата обращения
25.04.18)
4.
KUKA _3D Perception sensor [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.kuka.com/en-us/products/robotics-systems/robot-periphery/kuka-3d- sensoren (дата обращения 29.04.18)
5.
Техническое зрение FANUC iRVision [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.robotosvarka.ru/tehnicheskoe-zrenie-fanuc-irvision (дата обращения 29.04.18)
6.
Техническое зрение роботов/'В. И. Мошкин, А. А. Петров, В. С.
Титов, Ю. Г. Якушенков; Под общ. ред. Ю. Г. Якушенкова. —М.:
Машиностроение, 1990. —272 с.: ил.
7.
Borisov O.I., Gromov V.S., Pyrkin A.A., Bobtsov A.A., Nikolaev N.A.,
Robotic
Boat
Setup for
Control
Research and
Education
//
IFACPapersOnLine.2016, V. 49, N. 6, P. 256–261.
8.
Borisov O.I., Gromov V.S., Pyrkin A.A., Vedyakov A.A., Petranevsky
I.V., Bobtsov A.A., Salikhov V.I., Manipulation Tasks in Robotics Education //
IFAC-PapersOnLine. 2016, V. 49, N. 6, P. 22–27.
9.
Системы технического зрения (принципиальные основы, аппаратное и математическое обеспечение) / А.Н. Писаревкий [и др.]; Под общ. ред.А.Н.
Писаревского, А.Ф. Чернявского. Л.: Машиностроение. (Ленингр.отд-ние),
1988. 424 с.: ил.

101 10.
KR
40
PA
[Электронный ресурс].
-
Режим доступа:https://www.kuka.com/ru-ru/продукция-услуги/промышленная- робототехника/промышленные-роботы/kr-40-pa (дата обращения 5.05.18)
11.
KUKA
KR
C4
[Электронный ресурс].
-
Режим доступа:https://www.kuka.com/ru-ru/продукция-услуги/промышленная- робототехника/ системы-управления-роботом/kr-c4 (дата обращения 5.05.18)
12.
LifeCam Cinema [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.microsoft.com/accessories/ru-ru/products/webcams/lifecam- cinema/h5d-00015 (дата обращения 5.05.18)
13.
Python
[Электронный ресурс].
-
Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Python (дата обращения 5.05.18)
14.
OpenCV
[Электронный ресурс].
-
Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/OpenCV (дата обращения 5.05.18)
15. Hartley R., Zisserman A. Multiple View Geometry in Computer Vision
// Cambridge University Press, 2004.
16. Roger Y. Tsai A versatile camera calibration technique for high-accuracy
3D machine vision metrology using off-the-shelf TV cameras and lenses // IEEE
Journal of Robotics and Automation, RA-3(4), 1987. – P. 323–344.
17.
Zhang B., Li Y. F. Automatic Calibration and Reconstruction for Active
Vision Systems, Intelligent Systems, Control, and Automation // Science and
Engineering. V. 57, Springer, 2012. – P. 175.
18. Svoboda T., Martinec D., Pajdla T. A convenient multicamera self- calibration for virtual environments // PRESENCE: Teleoperators and Virtual
Environments 14, 4, 2005. – P. 407-422.
19.
Camera Calibration [Электронный ресурс].-
Режим доступа: https://docs.opencv.org/3.0- beta/doc/py_tutorials/py_calib3d/py_calibration/py_calibration.html#calibration
(дата обращения 10.05.18)