17.10.2018
 
 

 

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:

Система диспетчеризации для РТС и ЦТП

News image

Заказчик: филиал «Северо-Западный» №9 ОАО «МОЭК», г. Москва. Объект диспетчеризации: РТС и ЦТП, а также отдельные узлы учета. Решаемые задачи: система диспетчеризации осуществляет информационн...

Система автоматизации для водопроводно-канализационного и теплоэнергетического х

News image

Система «ГидроДиспетчер» предназначена для автоматизации и диспетчеризации процессов водо-, теплоснабжения и водоотведения. Она позволяет провести автоматизацию и диспетчеризацию полного цикла водос...

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...

 

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 ...

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...

Техника безопасности при ремонте приборов и средств автоматизации

News image

Поверку, регулировку и ремонт всех приборов и средств автоматизации необходимо производить с соблюдением стандартов и технических условий, утвержденных Госстандартом СССР. Аварийное выключение пр...

Диспетчеризация подсистемы вентиляции и кондиционирования

News image

Данная подсистема осуществляет контроль и управление, на основе сигналов, поступающих от датчиков влажности, температуры, содержания углекислого газа и пыли в воздухе. Зачастую подобные устройства м...

 
 

Программные решения в автоматизации:

InSupport

News image

Пакет InSupport - это мощное программное средство для обнаружения и устранения неисправностей и ведения технической документации. Оно обеспечивает л...

Системы управления ресурсами предприятия

News image

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

Телеуправление производством по сети GSM

News image

В качестве управляющего информационного терминала для двусторонней удаленной связи с промышленным объектом используются стандартные мобильные телефо...

Функциональные возможности InTouch

News image

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

Java: первая система программирования эпохи Internet

News image

Когда несколько лет назад Java впервые появился на свет, многие относились к нему как к игрушечному языку. Ну кому, говорили они, может понадобится ...

Индикатор алармов (Alarm Clock)

News image

С помощью меню System Редактора проектов (Project Editor) для сервера алармов определяются алармы. В Citect различаются четыре типа алармов: цифровы...

 

Примеры удачного внедрения:

Идеальная организация производства

Обратимся к оптимизации производства с помощью карточек «канбан». Допустим, что цех по изготовлению двигателей должен в соответствии с производствен...

Уровень и качество сервиса в послепродажный период

Работоспособность и эффективность любого сложного, рассчитанного на долгий срок службы, товара напрямую зависит от качества ухода. АСУП - не исключе...

Выравнивание производства

Выравнивание производства по объему является наиболее важным условием применения системы «канбан» и минимальной потери времени рабочих, сокращения п...

АСУ для предприятий пищевой промышленности: Галактика на Ще

Приняв решение о внедрении комплексной системы автоматизации управления предприятием, специалисты Щелковского витаминного завода, входящего в холдин...

Разработка пакета предложений

На шестом этапе разрабатывается корпоративный пакет предложений в виде презентации Возможности и выгоды , т.е. высшему руководству компании напра...

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...