29.05.2024
 
 

 

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 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...

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЕПЛОВЫХ ВЫВОДАХ НОВОСИБИРС

News image

Заказчик: ОАО «Новосибирскэнерго» Объект: Тепловые выводы 4 ТЭЦ в г. Новосибирске и одной ТЭЦ в области. Состав системы: На каждой из пяти ТЭЦ Master SCADA через ОРС-сервер получает данные от...

Система диспетчеризации тепличного комплекса Овощевод

News image

Объект контроля:Объектом управления является тепличный комплекс, который состоит из двух бригад, к одной из которых относятся четыре теплицы, ко второй - пять. Задача управления для каждой теплицы с...

 

Теория АСУ:

Автоматизация технологических процессов

News image

Автоматизация технологического процесса – совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без н...

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...

Автоматика для инженерных систем, автоматика котла

News image

Современные системы отопления — это системы закрытого типа с принудительной циркуляцией. Для монтажа используются трубы малых диаметров, они прокладываются в стенах и полах, что позволяет выгодно ис...

Регулирование температуры воды в подающем трубопроводе

News image

В этом случае осуществляется регулирование температуры в подающем трубопроводе, которая является регулируемой величиной. Она косвенным образом влияет на температуру в помещении. Регулирование позвол...

Общность управления процессов в технике

News image

Н. Винеру принадлежала мысль об общности процессов управления в технике, живых организмах и в экономике и необходимости совместной деятельности учёных различных специальностей. Этот вывод подготовля...

 
 

Программные решения в автоматизации:

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 (...

Создание сценариев

News image

Совершенно очевидно, что каким бы мощным инструментом кодогенерации ни обладал программный пакет, при создании более или менее сложной прикладной за...

Пример приложения: WebOPCClient

News image

Программное обеспечение WebOPCClient представляет собой несложное IIS-приложение и служит для отображения актуальных технологических данных на веб-с...

Системы управления ресурсами предприятия

News image

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

Динамическая платформа управления производством

News image

Для интеграции возможно применение динамической платформы управления производством, благодаря которой данные свободно перемещаются между ключевыми у...

Java: язык программирования

News image

Синтаксис Java разработан на основе синтаксиса языков С/С++, что весьма облегчает его изучение. Вместе с тем он сохранил многие недостатки этих язык...

 

Примеры удачного внедрения:

Оптимальное решение для украинских хлебокомбинатов

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

Как выбрать систему автоматизации управления предприятие

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

Клиент-серверные технологии

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

Необходимость в изменении технологии работы с информацией, и

Эффективно построенная информационная система не может не внести изменений в существующую технологию планирования бюджетирования и контроля, а также...

Внедрение информационной системы управления предприятием, ос

АСУП - автоматизированная система управления предприятием или информационная система управления предприятием, то, что сейчас называется по-английски...

Функциональность

Функциональность - это то, ради чего собственно АСУП обычно и приобретают. Это та польза, те возможности, которые она предоставляет. Поэтому если...