Общая информация о системах машинного зрения
Машинное зрение основано на использовании оптической сенсорной техники бесконтактного действия для автоматического восприятия и обработки изображений с целью получения информации или управления оборудованием либо технологическими процессами.
Типичная система машинного зрения включает в себя одну или несколько черно-белых или цветных видеокамер, осветительные средства, цифровой преобразователь изображений (фрейм-граббер, который кодирует изображение в цифровом виде), программное обеспечение и, разумеется, компьютер.
Машинное зрение широко применяется в промышленности, позволяя значительно повысить производительность и качество выпускаемой продукции. Системы контроля способны обрабатывать не только плоские, но и объемные (трехмерные) изображения путем анализа цветности изображения или шкалы серого. Как правило, в стенах промышленного предприятия на машинное зрение выполняет такие задачи как проверка качества сборки, выявление брака, контроль размеров, идентификация, позиционирование деталей, автоматическая сборка, сортировка, оптическое распознавание символов и управление технологическим процессом.
Помимо технологических линий на заводах, где осуществляется массовое промышленное производство, машинное зрение применяют для защиты оборудования и персонала в производственных условиях, промежуточного и выходного контроля качества, ведения складского учета и управление складом, автоматического видеонаблюдения в автоматизированных системах безопасности, для автоматизация предприятий розничной торговли, а также в рентгенохирургии, для различных исследований и зондирований, щадящих эндоскопические операций и других медицинских целей.
Успешное применение машинного зрения на практике требует знаний и навыков в различных смежных областях. Например, при осуществлении обычного проекта производственной системы машинного зрения необходимо составить архитектуру системы, определить способ анализа изображений, разработать или адаптировать алгоритмы и программное обеспечение, обеспечить оптимальные светотехнические условия, учесть характер погрузочно-разгрузочных и транспортных операций, настроить видеотехнику и средства связи и принять во внимание особенности контроля качества на конкретном предприятии.
Наиболее известными в Украине поставщиками комплектующих для систем машинного зрения являются SICK AG (интеллектуальные видеокамеры, видеокамеры объемного изображения, датчики изображения), и Leuze Electronic (видеокамеры).
Система машинного зрения SICK PLR
Система PLR на основе машинного зрения была создана для автоматизированного позиционирования захвата роботом деталей. Эта автономная система разработки SICK, включает в себя ПО для определения положения деталей и встроенный инструментарий для простой интеграции видеодатчика. Система машинного зрения предоставляет возможность двухмерного и трёхмерного (2D и 3D) определения объектов. Уникальное решение обеспечивает надежную работу в различных условиях окружающей среды. Встроенный web-сервер интерфейс и инструменты для настройки обеспечивают беспрепятственную интеграцию в производство. Система машинного зрения PLR позволяет легко внедрять новые детали в существующий ассортимент, не требуя длительного времени на перенастройку. Аппаратное и программное обеспечение уже предварительно настроены. Система SICK PLR идеально служит для обеспечения эффективного роботизированного захвата хранящихся на стеллажах деталей.
В шкафах управления в настоящее время часто устанавливаются устройства создания оптимального климата с использованием терморегуляторов и другой релейной техники Finder.
Датчики двухмерного и трёхмерного изображения (2D, 3D). Производство IFM Electronic
2D-датчик. Автономное устройство со встроенной подсветкой и обработкой данных в прочном корпусе. Датчик, называемый "электронным глазом", предназначен для распознавания объектов, контроля качества и решения других производственных задач.
3D-датчик. efector pmd 3d - первый промышленный 3D-датчик, который за один снимок получает трёхмерное объёмное изображение и производит его оценку. Каждый пиксель его матрицы производит самостоятельную и независимую от других пикселей оценку расстояния до объекта. Снимок объекта на матрице и соответствующие значения расстояния вместе образуют трехмерное изображение. Интегрированная система оценки сигнала позволяет производить детальную оценку объектов или сцены за счёт обнаружения объема, расстояния или уровня в трех измерениях.
Оптическая система передачи данных DDLS 200. Производство Leuze Electronic
DDLS 200 - оптическая система передача данных с возможностью подключения к шине. Система передачи данных DDLS 200 состоит из двух сопряженных устройств передачи и приема сигналов: например, DDLS 200/200.1 -10 и DDLS 200/200.2 -10. Система передачи данных DDLS 200, поставляемая в нескольких вариантах, обеспечивает бесконтактную передачу данных с использованием следующих протоколов шины:
- ROFIBUS FMS, DP, MPI, смешанный режим FMS - DP, до 1,5 Мбит/с, PROFISAFE
- INTERBUS 500 кбит/с, RS 422 общ., медный проводник • INTERBUS 2 Мбит/с или 500 кбит/с, световод
- Data Highway+ (DH+) от Rockwell Automation (Allen Bradley)
- Remote I/O (RIO) от Rockwell Automation (Allen Bradley)
- DeviceNet
- CANopen
- Ethernet для всех протоколов, основанных на TCP/IP или UDP
Микропроцессорный расширяемый датчик машинного зрения ZFV. Производство Omron
Микропроцессорный датчик машинного зрения ZFV производства компании Omron представляет собой компактную систему обработки изображений. Датчик состоит из двух отдельных модулей – камеры со встроенным источником света и модуля обработки данных. Переход к настройке параметров и управлению излучением света производится нажатием одной кнопки. Интеллектуальный пользовательский интерфейс позволяет выполнять настройку с помощью нескольких клавиш и встроенного ЖК-дисплея. Во время работы на дисплее отображаются изображения и результаты измерения, благодаря чему обеспечивается оперативный визуальный контроль процесса измерения. Нет необходимости подключать внешнее устройство для настройки и наблюдения за процессом: такое устройство встроено в датчик и предоставляет всю необходимую информацию.
ПРИМЕЧАНИЕ. Системы машинныго зрения комплектуются различными приборами и оборудованием в зависимости от цели и функционального назначения каждой конкретной системы. Например, в системе машинного зрения могут работать датчики изображения, цвета, контрастности и люминесценции, устройства считывания и верификации кодов, датчики точного позиционирования, различные индикаторы, подсвечивающие устройства и дисплеи. К системам машинного зрения также можно отнести различные световые завесы и барьеры: защитные, измерительные и др.