15.12.2017
 
 

 

Принципы трехмерного зрения
Автоматизация - Первичные средства автоматизации

принципы трехмерного зрения

До недавнего времени большинству столь необходимых в производстве систем трехмерного перемещения материалов были свойственны такие существенные недостатки, как высокая стоимость, трудность процесса установки, неспособность взаимодействовать с робототехническими комплексами и технологическое несоответствие неблагоприятным производственным условиям.

Недавно специалистами компании Braintech была успешно завершена разработка роботизированной линии транспортирования деталей с управлением от системы трехмерного зрения. В основу системной архитектуры, использующей единственную обычную ПЗС-камеру, легли новые принципы определения положения и ориентации детали в трех измерениях.

Основное достоинство однокамерной системы компании Braintech заключается в меньшей стоимости используемых компонентов и в меньших затратах на установку и обслуживание по сравнению с традиционными стереоскопическими или лазерными триангуляционными системами. Кроме того, метод компании Braintech отличается быстродействием и высочайшей надежностью, обеспечивая высокую точность при очень несложной процедуре калибровки. Компания Braintech, таким образом, стала способной поставлять весьма конкурентоспособную по цене и надежности продукцию на быстрорастущий рынок интегрированных производственных роботов, снабженных системами машинного зрения.

В данной врезке приводится краткий обзор текущего состояния рынка средств машинного зрения для роботизированных комплексов, описываются области применения роботов и систем машинного зрения, обсуждаются элементы теории трехмерного зрения, подхода компании Braintech и пакета eVisionFactory. Статью завершают выводы и заключительные комментарии.

Состояние и динамика развития рынка систем машинного зрения

По данным ассоциации The Automated Imaging Association, поставками систем трехмерного зрения в Северной Америке занимаются около 39 компаний с общими объемами продаж более 300 миллионов долларов в год и ежегодными темпами развития более 15 процентов, причем системы этих фирм покрывают менее десяти процентов всех потенциальных приложений. Общемировой рынок средств машинного зрения, куда входят и системы общего назначения, и двумерные системы, а также осветительные, программно-аппаратные средства, средства интеграции и оптика, характеризуется ежегодными объемами продаж в 5 миллиардов долларов. Предприниматели начали осознавать, сколь значительные выгоды может дать применение систем последнего поколения, и в целом рост рынка средств машинного зрения происходит лавинообразно. По данным отделения Machine Vision Group ассоциации VDMA, в 2000 году темпы развития этого сектора рынка составили в Германии 28,4 процента.

Традиционно для выполнения монотонных, грязных и опасных работ применялись промышленные роботы, что обеспечивало повышение эффективности производства, улучшение качества продукции, снижение издержек и повышение безопасности труда. При этом наибольшей информативностью из всех применяющихся в робототехнике сенсорных систем обладают системы машинного зрения. Совместно роботы и системы машинного зрения могут использоваться в таких прикладных областях, как транспортировка материалов, точечная сварка, станочная обработка, нанесение клеевых и герметизирующих материалов, покраска распылением, автоматизированная сборка, а также контроль и идентификация деталей. Типовыми элементами систем машинного зрения являются камеры, фрэйм-грабберы (блоки оцифровки изображений), компьютерные программы (обеспечивающее получение, обработку, анализ и передачу изображений), а также аппаратные средства связи. Некоторые недорогие пакеты в состоянии выполнять лишь простейшие задачи по идентификации, не будучи способными либо масштабироваться для выполнения более сложных задач, либо поддерживать открытые архитектуры.

В наши дни разработка систем получения и обработки трехмерных изображений имеет, судя по всему, наивысший приоритет среди всех перспективных направлений. Быстрое и бесконтактное оптическое определение размеров имеет огромное значение для промышленного контроля продукции, систем технического зрения сборочных роботов и инженерного анализа. Такого рода возможности нужны всюду, где информация о геометрической форме и положении объектов в трехмерном пространстве имеет особое значение. Трехмерное зрение в равной степени требуется и средствам наблюдения за охраняемыми территориями, и системам распознавания трехмерных объектов, и навигационными системам, и системам виртуальной реальности, — утверждают Бернд Яне и Хорст Хауззекер в своей книге Computer Vision and Applications — A Guide for Students and Practitioners (Academic Press, ISBN 0123797772, 2000). В своем отчете Machine Vision tech Trends 2000 Ассоциация инженеров по системам технического зрения (Society of Manufacturing Engineers Machine Vision Association) полностью поддерживает это мнение.

Большинство пространственных датчиков опирается на следующие три подхода: триангуляцию, измерение времени прохождения сигнала (для чего может использоваться широкополосная интерферометрия) и классическую интерферометрию, иногда называемую также стереоскопическим зрением. Нынешнему поколению методов трехмерного зрения свойственны такие недостатки, как нестандартность оборудования, дороговизна датчиков и средств интеграции, сложность и продолжительность процедур калибровки датчиков, а также требование значительных вычислительных ресурсов. Кроме того, метод триангуляции отличается такими отрицательными свойствами, как ошибки локализации, деформация точечного изображения и неравномерность пространственного разрешения.

Появление более качественных современных компонентов, разработка более точных и быстрых алгоритмов, достижения в области процессорных технологий и применение методов измерения глубины — все это способствует ускорению разработок систем пространственного зрения.

В настоящее время системы трехмерного зрения используются в основном в таких приложениях, как измерение истинной копланарности компонентов интегральных схем (полупроводниковая промышленность), волюметрический анализ паяльного состава (электронная промышленность), измерение зазоров, управление действиями сварочных, сборочных и герметизирующих роботов (автомобильная промышленность), а также контроль формы и сортировка (пищевая промышленность).

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Диспетчеризация пунктов:

Автоматизированная система оперативного дистанционного управления канализационны

News image

Заказчиком системы выступал МУП «Водоканал Воронежа». На каждой канализационной станции для сбора стоков имеется приёмная ёмкость. Уровень в емкости управляется насосами откачивающими стоки в очистн...

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА «ЭНЕРГОУЧЕТ САХАРНОГО КОМБИНАТА» (АСМ «ЭН

News image

Заказчик: ОАО Ольховатский сахарный комбинат , Воронежская обл. (ГК Продимекс ) Описание объекта: Объектом контроля является технический учет всех материальных и энергопотоков сахарного комбин...

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЗДАНИЯ ПРАВЛЕНИЯ ОАО РОСНЕФТЬ

News image

Функции системы: · Во вторую очередь системы должны быть также функции контроля качества электроснабжения и мониторинг из той же диспетчерской инженерного оборудования территориально удаленного ...

 

Теория АСУ:

Сменный диспетчер

News image

ствия, и поступают от программных устройств центрифуг, расходы рафинадной кашки - от ленточных весов, непрерывные и интегрируемые сигналы которых также преобразуются в число-импульсные. В табл. 19-2...

История развития автоматизации

News image

Процесс автоматизации начался намного раньше чем нам могло бы казаться, автоматизация на самом деле появилась практически сразу же с возникновением производства, а само по себе производство существу...

Основные принципы и правила построения схем управления и сигнализации

News image

Принципиальные электрические схемы отражают принципы действия систем управления, сигнализации, измерения, регулирования и взаимодействие между отдельными элементами системы, а также способ электропи...

Дифференциальная составляющая

News image

Дифференциальная составляющая противодействует предполагаемым отклонениям регулируемой величины, как бы предугадывая поведение объекта в будущем. Эти отклонения могут быть спровоцированы внешними во...

Перечень модулей ввода/вывода серии MAТCHBOX

News image

MMB500-CPU      Процессорный модуль                    16-разрядный процессор Fujitsu MMB510-4DI        Модуль дискретного ввода            24 в, 4 канала ММВ511-2DI        Модуль дискретного ...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Java поменьше

News image

Компания Sun в настоящее время работает над сокращением размеров виртуальной Java-машины и системы исполнения для использования их в приложениях с б...

Система InTouch

News image

Распространенность и дешевизна PC-совместимых персональных компьютеров с установленными на них программными средствами семейства WINDOWS приводят к ...

Пример применения: виртуальный практикум на базе INTERBUS

News image

С февраля 2001 года в высшей технической школе города Дюссельдорфа действует виртуальный лабораторный практикум для изучения основ технологии INTERB...

Функциональные возможности

News image

Анализ всех представленных на выставке SCADA-систем позволяет отметить следующие функциональные возможности, присущие всем системам. · Объектно-...

АСУТП и подсистемы АСУП, построенные на технологиях Microsof

News image

Как уже отмечено выше, существует устоявшийся набор стандартных протоколов, позволяющий назвать практически любую SCADA-систему открытой. Наибольшее...

Новые технологии и MMI-системы

News image

Каждый, кто имел дело со SCADA-системами системами диспетчерского управления и сбора данных (Supervisory Control and Data Acquisition), при разработ...

 

Примеры удачного внедрения:

ПТК ГРАРМ

Программно-технический комплекс группового регулятора активной и реактивной мощности гидроэлектростанции – ПТК ГРАРМ, предназначен для автоматическо...

Совокупная стоимость владения

Покупая автомобиль, опытный шофер обязательно поинтересуется, каков расход топлива на 100 км, какое именно топливо и масло нужно и сколько оно стоит...

Интегрируемость, открытость, развиваемость

Важность использования общепринятых технологий обусловлена еще и тем, что они означают также возможность эффективной интегрируемости системы с други...

Стандарты интеграции систем управления

Исходным стандартом систем управления предприятием стал стандарт MRP (Material Requirements Planning), появившейся в 70-х годах. Он включает в себ...

Как выбрать ERP-систему и оценить ее эффективность?

Обсуждению этих непростых вопросов был посвящен семинар, на котором специалисты центра консалтинга и решений Аргумент рассказали о своем опыте раб...

Производственные системы

Производственные системы включают подклассы средних и крупных интегрированных систем. Эти системы, в первую очередь, предназначены для управления ...