19.10.2017
 
 

 

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:

СИСТЕМА ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ТЕПЛИЧНОГО КОМПЛЕКСА

News image

Заказчик: тепличный комплекс «Овощевод», г. Тольятти Описание технологического процесса: Объектом управления является тепличный комплекс, который состоит из двух бригад, к одной из которых отно...

Автоматизированная система диспетчеризации и мониторинга Энергоучет сахарного к

News image

Объект контроля: Объектом контроля является технический учет всех материальных и энергопотоков сахарного комбината: газа, пара, воды, конденсата, сырья и продукции. Сахарный комбинат состоит из д...

Система дистанционного мониторинга ЦТП Уфы. АСКУЭ

News image

Реализованная система диспетчеризации и управления обеспечивает выполнение следующих функций: регулирование температуры отопления по графику и температуры горячего водоснабжения (ГВС); регулирование...

 

Теория АСУ:

Инерция

News image

Самые современные материалы и технологии позволяют лишь сократить инерцию. При стандартной автоматике ее минимизирует использование котлов со стальным теплообменником. Основным недостатком их явл...

Программируемые логические контроллеры компании Контэл

News image

Производственная компания «Контэл» с 2000 года специализируется на разработке и производстве аппаратно-программных средств для создания систем промышленной автоматики. Одной из видов продукции, я...

Диспетчеризация лифтового хозяйства

News image

Диспетчеризация лифтового хозяйства позволяет: · значительно повысить оперативность в обслуживании лифтовым оборудованием; · своевременно получать сигналы о каких-либо повреждения и сбоях в ...

Автоматизированная система управления технологическим процессом АСУ ТП

News image

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на п...

Управление отношением (ratio control)

News image

Иногда стабилизация отношения между двумя или большим количеством переменных процесса более значима, чем стабилизация их абсолютных значений. В таких случаях используются системы пропорционального у...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Снижение стоимости на этапе инсталляции системы из TF-компон

News image

· разгрузки домена технологических серверов, применения аппаратных платформ меньшей стоимости, уменьшения объема или полного отказа от закупок спец...

Базы данных реального времени (БДРВ) и Internet-решения

News image

Поскольку БДРВ поддерживают SQL-запросов, то для организации доступа с технологической информации возможен стандартный подход как к обычным реляцион...

Система InTouch

News image

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

Функциональные возможности InTouch

News image

Основой пакета InTouch является мощная векторная объектно-ориентированная графика. В инструментарий графических средств включены возможности создани...

Пятьсот функций

News image

CiCode это развитый язык программирования типа C/Pascal, на котором написана SCADA-система Citect. Он включает свыше 500 функций, которые позволяют ...

FactorySuite Web Server

News image

Что же нам предлагает FactorySuite Web Server (FSWS)? Web-сервер FSWS работает поверх Internet Information Server (IIS) или Personal Web Server (...

 

Примеры удачного внедрения:

Как выбрать систему автоматизации управления предприятием

Как бы шаблонно это не звучало, но выбор автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) - дело ответственное. И на это есть несколько при...

Критерии выбора АСУП

Критериев выбора систем автоматизации, как и многих других достаточно сложных и дорогих товаров (например, автомобилей), существует, конечно же, мно...

Хочу машину как у соседа

Одним из флагов, которым размахивают некоторые продавцы ERP-систем, является заявление: В нашей системе накоплен и реализован мировой опыт ведения ...

Клиент-серверные технологии

В настоящее время оптимальным решением для автоматизации крупных и средних предприятий, особенно быстро развивающихся, является использование информ...

Оптимальное решение для украинских хлебокомбинатов

ERP-система IT-Предприятие широко используется для автоматизации промышленных предприятий Украины. В пищевой промышленности следует отметить внедр...

Система управления производством (на примере Японии)

Система управления производством фирмы «Тоёта» была разработана и усовершенствована «Тоёта Мотор Корпорейшн» и после 1973 г. была принята многими др...