Реферат: Машинное зрение
Восемьдесят процентов информации об окружающем мире человек получает через зрение. Глаз является универсальным прибором, который позволяет определять размеры вещей, цветовую гамму, границы теней. Все эти параметры анализируется мозгом и человек может сказать: "Эта деталь "на глаз" неправильно выточена", "На этой плате не хватает чипа", "Судя по цвету этот резец – перекален". Но глаз не просто воспринимает изображение. Человек устроен так, что угол зрения может изменяться в очень широких пределах. Это позволяет говорить нам о форме предмета. Причем точность при этом поразительная и поэтому много операций сейчас выполняется вручную.
ЧТО ТАКОЕ МАШИННОЕ ЗРЕНИЕ?
В настоящее время в промышленности стремяться сократить время рутинной человеческой работы. Но заменить человеческие глаза очень сложно. Раньше для этой цели использовали системы "техническое зрение". Т.е считали, что если есть камера и плата ввода изображения, то это вполне достаточно чтобы заменить человеческий глаз. Но человек не просто смотрит на предметы, он изменяет угол зрения и получает полную информацию о предмете, которую мозг анализирует и делает выводы.
Новейшим этапом развития систем "технического зрения" являются системы "машинного зрения". Это новый класс систем, в задачу которых входит получение изображения, его математический анализ и, после этого, получение выводов на основе которых производится движение.
Технически такие системы состоят из камеры – снимающей изображение, платы ввода изображения – оцифровывающей изображение и платы управления движения – позволяющей перемещать камеру в пространстве. Системы "машинного зрения" способны полностью заменить глаз человека в производственных операциях.
ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ.
Система, которая будет использоваться на производстве, должна обеспечивать высокую производительность, надежность и быть в тоже время гибкой. Всем этим требованиям удовлетворяет платформа PXI, построена на основе шины Compact PCI. Существует большой набор плат сбора, хранения информации и управления для платформы PXI.
Для ввода в компьютер изображения используется плата ввода изображения и камера. Эта часть системы решает задачи "технического зрения". Исходя из задачи, могут использоваться, как очень мощные (возможно подключение до 4 камер), так и простейшие платы. Это позволяет создать системы под конкретную задачу с оптимальной стоимостью.
Для перемещения камеры используется плата управления движением. Возможности этих плат тоже очень широки. Если необходимо движение в плоскости, то используется плата на две оси движения. Если необходимо управлять движением по сложной пространственной траектории – на шесть осей движения. Все это позволяет выбрать плату под конкретную задачу.
Для работы с изображением используется библиотека функций, которая позволяет получать необходимую информацию из поступающих изображений. С помощью этой библиотеку можно проводить улучшение, сглаживание границ, пороговое разделение, сегментацию и количественный анализ поступающих образов. Большой набор функций позволяет получать изображение хорошего качества, без использования камер высокого разрешения.
Как правило, не бывает промышленного оборудования без дополнительных датчиков, поэтому в систему введена многофункциональная плата ввода/вывода. Она необходима для подключения дополнительного оборудования, сбора информации с датчиков и обрабатывание ее.
ПРИМЕНЕНИЕ.
Системы "машинного зрения" применяются в следующих областях промышленности:
· Автомобилестроение.
· Электроннике.
· Медицинской и фармацевтической.
· Машиностроении.
· Робототехнике.
· Лабораторных испытаниях.
За счет своей гибкости и универсальности система машинного зрения позволит снизить нагрузку на человека практически во всех областях промышленности.
Электронная промышленность.
В настоящее время производится большое количество различных плат. Как правило, на них устанавливается большое число монтажных элементов. Микросхемы устанавливает на плату машина, но контроль правильности установки производит человек. Но у человека наступает утомление через нескольких часов. И как результат – брак. Если на данной операции заменить человека системой машинного зрения, то это повысит качество и скорость проверки плат.
Автомобилестроение.
Другая область, в которой могут быть применены системы машинного зрения – автомобилестроение. На каждом этапе сборки машины необходим визуальный контроль. На кузове большое количество сварных швов – их нужно проверить. Кузов необходимо покрасить – качество окраски так же контролируется. Конструктивно необходимо закрепить большое количество деталей на кузове – нужно проверить все ли винты закручены правильно. Все эти операции производит человек и поэтому нельзя гарантировать 100% контроль. Система машинного зрения позволит резко ускорить процесс производства и довести надежность почти до 100 %.
Медицинской и фармацевтической.
Продукция, используемая в медицинской и фармацевтической промышленности, должна строго соответствовать стандартам и, поэтому необходим контроль ее качества на этапе выпуска. При маркировки готовых таблеток иногда происходят сбои, а таблетки с неправильной маркеровкой не могут использоваться. Системы "машинного зрения" позволяют производить автоматический контроль маркировки и обеспечивать 100 % гарантию надежности.
Лабораторные испытания.
Визуальный контроль характерен тем, что он не вносит возмущений в контролируемый предмет. Например, если мы измеряем температуру жидкости с помощью градусника, то мы понижаем температуру в области замера. Визуальный контроль лишен этих проблем и поэтому очень важен в научных исследованиях, а в некоторых незаменим. Если нам необходимо измерить изменение поверхности вращающихся лопастей вертолета, то это можно сделать только при помощи системы машинного зрения.
Машиностроении.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--