26.02.2018
 
 

 

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 коммерческого учета электроэнергии на ОАО ПЕРМТРАНСЖ

News image

Реализованная на ОАО ПЕРМТРАНСЖЕЛЕЗОБЕТОН АСКУЭ предназначена для осуществления эффективного и достоверного технического автоматизированного учета электроэнергии на заводах и предприятиях различны...

Система диспетчеризации распределенных объектов Курганводоканала

News image

Объект: городские сети водоснабжения, пункт водозабора, насосные станции третьего подъема, канализационные насосные станции. Для сбора данных с объектов используется радиоканал. Система диспетчер...

СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ВОДОПРОВОДНО-КАНАЛИЗАЦИОННОГО И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО Х

News image

Заказчик: ОАО «Водопроводно-канализационное и энергетическое хозяйство» (г. Нижнекамск, 66 объектов) Назначение системы: Система «ГидроДиспетчер» предназначена для автоматизации и диспетчеризаци...

 

Теория АСУ:

Энергосбережение. Что нужно делать для снижения потерь, связанных с несовершенст

News image

1. Занимайся совершенствованием энергетического хозяйства только в том случае, когда эта работа может дать, в конечном счете, существенный экономический либо экологический эффект. 2. Определи, ка...

Интегральная составляющая

News image

Для устранения статической ошибки вводится интегральная составляющая. Она позволяет регулятору «учиться» на предыдущем опыте. Если система не испытывает внешних возмущений, то через некоторое время ...

Автоматизация производства

News image

Автоматизация производства. Введение в Автоматизацию и общие понятия. Автоматизация производства, процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выпол...

Автоматизации технологических процессов. Основные сведения о проектировании

News image

Проектная документация по разделу автоматизации технологических процессов в проектах строительства, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий выполняется соглас...

Принцип и функционирование устройства

News image

Подвесные газовые обогреватели воздуха представляют особенную комбинацию классических напольных обогревателей воздуха и подвесных вентиляторных конвекторов, которые пользуются водой из котельной. ...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Java: новая исполнительная среда для встроенных систем?

News image

Рассмотрим теперь различные модели, лежащие в основе парадигмы встроенный Java , и покажем, что Java мог бы использоваться, в одной из моделей, одн...

SCADA-системы, или муки выбора

News image

У разработчиков SCADA-систем на платформе Windows NT появилась возможность использовать расширение реального времени (RTX), чтобы преодолеть недоста...

Управление рецептами

News image

Модуль управления рецептами позволяет пользователю легко создавать, модифицировать или загружать в устройства нижнего уровня рецепты или установочны...

Wonderware

News image

Важный вопрос защита технологической информации от несанкционированного доступа для Web-сервера. В FactorySuite Web Server обеспечивается стандартна...

Функциональные возможности InTouch

News image

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

Преимущества и недостатки

News image

Основными преимуществами Remote Scripting для разработчика являются прозрачность, простота и гибкость решений для веб-базированного доступа к технол...

 

Примеры удачного внедрения:

ПТК ТМ

Программно-технический комплекс телемеханики – ПТК ТМ обеспечивает функции диспетчерского управления в объеме обмена телеинформацией с системными оп...

ПТК ОРУ (КРУЭ)

Программно-технический комплекс управления оборудованием ОРУ (КРУЭ) – ПТК ОРУ (КРУЭ) предназначен для сбора и обработки данных технологической инфор...

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...

Временное увеличение нагрузки на сотрудников при внедрении с

На некоторых этапах проекта внедрения временно возрастает нагрузка на сотрудников предприятия. Это связано с тем, что помимо выполнения обычных рабо...

Парус

(Компания Парус , Россия) Парус - комплексная система, которая позволяет организовать бухгалтерский учет в полном объеме, учет основных фондо...

Интегрируемость, открытость, развиваемость

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