21.02.2019
 
 

 

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 УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМ ЦЕНТРОМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ КОМПАНИ

News image

Заказчик: компания «Комус» Объект:мобильный центр обработки данных (МЦОД) Характеристика объекта управления: МЦОД, являясь, по сути, аналогом стандартного дата-центра, заключает в себе ряд до...

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОАО ПЕРМТРАНСЖ

News image

Заказчик: ОАО «Пермтрансжелезобетон», г. Краснокамск Пермской обл. – крупнейший производитель железобетонных конструкций, уральского региона, а также по изготовлению продукции дерево - и металлообр...

СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ И ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ТЕПЛОСЕТЕЙ

News image

Заказчик: ООО «Радуга Хит», Московская область Объект: теплосети (котельные, ИТП) городов Климовск, Подольск, пос. Мещерское Функции системы: Автоматика объекта (контроллер Трансформер, Элек...

 

Теория АСУ:

Автоматическое управление

News image

Основы автоматического управления и возникновение систем автоматического управления. Понятие первой замкнутой системы и автоматизации производства как нового этапа развития автоматических систем. Ав...

Средства автоматизации

News image

Технологическое оборудование и коммуникации автоматизируемого объекта изображают на схеме автоматизации упрощенно, но в такой степени, которая позволяет показать их взаимное расположение, взаимодейс...

Системы автоматического управления

News image

Совокупность взаимодействующих управляющего устройства и управляемого объекта образует систему автоматического управления, которая делится на: · -Системы автоматического регулирования; · -Сл...

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 ...

Регулирование температуры. Объекты

News image

Объектом регулирования называют ту часть системы, которая начинается в месте измерения и кончается в месте приложения регулирующего воздействия. Таким образом, объект регулирования - это та часть тр...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Большинство Web серверов позволяют

News image

· удаленным клиентам отображать информацию о процессе только в режиме чтения. Но некоторые разработчики уже объявили о поддержании в ближайших верс...

Transparent Factory первые шаги

News image

Прошло больше года с момента появления первых обзорных статей, посвященных концепции Transparent Factory (далее TF) [1],[2] выдвинутой компанией Шне...

Системы управления ресурсами предприятия

News image

Системы управления ресурсами предприятия делятся на следующие большие группы (Табл. 1): · коробочные продукты , реализующие небольшое число бизн...

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 ...

О технологиях ActiveX

News image

Говоря о технологиях Active X, предлагается выделить следующие аспекты: · выбор типов, ActiveX-объектов, используемых в конкретной SCADA-системе...

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...

 

Примеры удачного внедрения:

ПТК АУГ

Программно-технический комплекс автоматического управления гидроагрегатом – ПТК АУГ выполняет функции технологической автоматики и предназначен для ...

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...

ПТК ТИСУ

Программно-технический комплекс теплового контроля, измерений, сигнализации и управления сигнализацией гидроагрегата – ПТК ТИСУ предназначен для реш...

Оценка системы

Каким же образом можно измерить успех управленческой концепции? Конечной целью всех видов деятельности предприятия является улучшение производственн...

SAP R/3 - пример крупной системы

Все компоненты системы R/3 настраиваются на конкретное предприятие и позволяют обеспечивать внедрение эволюционным путем. В состав системы входят ...

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...