Sistemi i vizionit të makinës është një sistem teknik që përdor makina për të zëvendësuar sytë e njeriut për të përfunduar matjen, identifikimin dhe gjykimin. Është një nga degët e rëndësishme të shkencës kompjuterike. Sistemi integron teknologji shumëdisiplinore si optika, mekanika, elektronika dhe softueri dhe hardueri kompjuterik, dhe përfshin shumë fusha të tilla si përpunimi i imazhit, njohja e modeleve, inteligjenca artificiale, përpunimi i sinjalit dhe integrimi optiko-mekanik.
Me zhvillimin e shpejtë të teknologjive kyçe si përpunimi i imazhit dhe njohja e modeleve, thellësia dhe gjerësia e aplikacioneve të vizionit të makinës gjithashtu kanë vazhduar të zgjerohen.
Vitet e fundit, e drejtuar nga prodhimi i zgjuar dhe automatizimi industrial, teknologjia e vizionit të makinës ka evoluar drejt saktësisë dhe inteligjencës më të lartë. Krahasuar me përpunimin tradicional të imazhit dy-dimensional, kërkimi dhe aplikimi në fushën e vizionit industrial po transformohet gradualisht në teknologjinë e inspektimit vizual 3D dhe është aplikuar në një shkallë të gjerë në skenarë të tillë si inspektimi i saldimit, renditja e pjesëve dhe matja e fletëve metalike.
Mund të thuhet se inspektimi i vizionit të makinës po kalon nga 'njohja dy-dimensionale' në 'perceptimin tredimensional'.
Nga këndvështrimi i përbërjes së sistemit, një sistem i plotë vizioni i makinës zakonisht përfshin një sistem ndriçimi, lente industriale, sistemin e kamerës dhe sistemin e përpunimit të imazhit. Në aplikimet praktike, është e nevojshme të merren parasysh në mënyrë gjithëpërfshirëse faktorët kryesorë si shpejtësia e funksionimit të sistemit dhe efikasiteti i përpunimit të imazhit, lloji i kamerës (ngjyrë apo bardh e zi), nëse objektivi i inspektimit është matja e madhësisë ose identifikimi i defektit, diapazoni i kërkuar i fushës së shikimit, rezolucioni dhe kontrasti i imazhit sipas nevojave specifike të inspektimit, në mënyrë që të ndërtohet një zgjidhje e qëndrueshme dhe efikase e inspektimit vizual.
sistemit vizualStruktura e
Dizajni i sistemit të harduerit
Pjesa harduerike e sistemit të vizionit të makinës përbëhet kryesisht nga lentet industriale, kamerat industriale, kartat e kapjes së imazhit, njësitë hyrëse/dalëse dhe pajisjet e kontrollit.
Performanca e përgjithshme e sistemit të vizionit nuk varet vetëm nga cilësia e pikselave të kamerës dhe vetë harduerit, por më e rëndësishmja, nga përputhja e arsyeshme dhe puna bashkëpunuese midis moduleve të ndryshme harduerike. Për shembull, përputhja e rezolucionit të lenteve dhe kamerës dhe përputhshmëria e kartës së kapjes dhe ndërfaqes së të dhënave do të ndikojnë drejtpërdrejt në cilësinë e imazhit të sistemit dhe stabilitetin operacional.
Prandaj, një sistem vizioni me performancë të lartë është i pandashëm nga shqyrtimi gjithëpërfshirës i përzgjedhjes së harduerit, strukturës së sistemit dhe skenarëve të aplikimit.
Dizajni i sistemit të softuerit
Dizajni i softuerit të sistemit vizual është një nga lidhjet thelbësore në të gjithë sistemin dhe ka kompleksitet të lartë teknik. Gjatë procesit të zhvillimit të softuerit, jo vetëm që duhet t'i kushtojmë vëmendje optimizimit të strukturës së programit dhe efikasitetit të funksionimit, por gjithashtu të fokusohemi në saktësinë, realizueshmërinë dhe performancën e qëndrueshme të algoritmit në skenarët aktualë.
Pas përfundimit të sistemit të softuerit, qëndrueshmëria e tij duhet të testohet plotësisht dhe të optimizohet vazhdimisht për të siguruar që sistemi mund të ruajë performancën e qëndrueshme dhe të besueshme të zbulimit në mjedise komplekse të jashtme si ndryshimet e ndriçimit, ndërhyrja në sfond dhe dallimet e objektivit.
Në aplikacionet e vizionit të robotëve, sistemi zakonisht përbëhet nga dy pjesë: një modul për marrjen e imazhit dhe një modul për përpunimin e vizionit.
Midis tyre, moduli i përvetësimit të imazhit përfshin një sistem ndriçimi, një sensor vizual, një konvertues analog në dixhital (A/D), një memorie kornizë, etj., dhe përdoret për të mbledhur informacione dydimensionale të imazhit në mjedis.
Sistemi i shikimit të robotit merr të dhënat e imazhit përmes sensorit vizual, dhe më pas i analizon, i identifikon dhe i kupton ato nga procesori i vizionit, dhe i konverton rezultatet e përpunimit në udhëzime kontrolli të ekzekutueshme, në mënyrë që roboti të mund të identifikojë me saktësi objektin e synuar dhe të përcaktojë pozicionin e tij hapësinor, duke përfunduar kështu detyra të tilla si pozicionimi, kapja dhe montimi.
Zgjidhje matëse pa kontakt me precizion të lartë
Sensori spektral konfokal funksionon bazuar në parimin e shpërndarjes së dritës së bardhë, duke fokusuar dritën monokromatike me gjatësi vale të ndryshme në pozicione të ndryshme fokusimi përmes një sistemi të veçantë optik. Sistemi mund të llogarisë me saktësi distancën midis objektit dhe sensorit bazuar në informacionin e gjatësisë valore të dritës së reflektuar nga sipërfaqja e objektit të matur.
Kjo metodë matjeje nuk ndikohet nga intensiteti i dritës së reflektuar, është e përshtatshme për pothuajse të gjitha materialet dhe mund të arrijë matje pa kontakt me precizion të lartë dhe me qëndrueshmëri të lartë. Një skanim i vetëm mund të marrë topografinë 3D të plotë ose të pjesshme të sipërfaqes së objektit të matur, e cila ka avantazhe të rëndësishme si saktësi të lartë, shpejtësi të shpejtë dhe stabilitet të fortë.
Krahasuar me metodat tradicionale të zbulimit me laser, teknologjia spektrale konfokale performon veçanërisht mirë në zbulimin e objekteve transparente, pasqyrave shumë reflektuese dhe materialeve të forta që thithin dritën. Përdoret gjerësisht në skenarët e zbulimit në internet në industri të tilla si elektronika 3C, gjysmëpërçuesit, energjia e re e baterisë së litiumit dhe hardueri preciz.
Zgjidhje matëse 3D e shkallës industriale
Trekëndëzimi me laser është një metodë e maturuar tredimensionale që përdoret gjerësisht në industri të tilla si druri, goma, gomat, pjesët e automjeteve, metali dhe gize. Ai është gjithashtu i përshtatshëm për skenarë inspektimi në shkallë të gjerë siç janë sipërfaqet e rrugëve.
Kjo teknologji gjeneron të dhëna reje me pika 3D duke projektuar dritën e strukturuar të lazerit në sipërfaqen e një objekti dhe kamera mbledh profilin e linjës lazer dhe llogarit informacionin e lartësisë. Në aplikimet praktike, objekti i matur zakonisht lëviz nën sensor, dhe seksione të shumta konturore mblidhen dhe bashkohen vazhdimisht për të formuar më në fund një imazh të plotë tre-dimensional.
Këndi i instalimit midis lazerit dhe kamerës ka një ndikim të rëndësishëm në saktësinë e matjes dhe stabilitetin e sistemit. Rritja e këndit ndihmon në përmirësimin e rezolucionit të lartësisë, ndërsa zvogëlimi i këndit ndihmon në përmirësimin e stabilitetit të përgjithshëm. E kombinuar me algoritme të softuerit të pjekur, kjo teknologji ka arritur të arrijë përpunim dhe analizë efikase dhe të besueshme të të dhënave 3D.
Zgjidhja e kamerës me vizion 3D stereo
Kamera e shikimit stereo 3D bazohet në parimin e shikimit binocular të ngjashëm me atë të syrit të njeriut. Ai merr imazhe nga kënde të ndryshme shikimi përmes dy kamerave dhe përdor informacionin paralaks për të llogaritur të dhënat e thellësisë së objektit.
Në aplikimet aktuale industriale, projeksioni i rastësishëm i teksturës zakonisht kombinohet për të përmirësuar informacionin karakteristik të sipërfaqes së objektit të matur, duke përmirësuar kështu saktësinë e përputhjes së imazhit. Kjo teknologji është përdorur gjerësisht në skenarë të tillë si udhëzimi i robotëve, pozicionimi i montimit dhe korrigjimi i sistemit, dhe ka demonstruar përshtatshmëri të mirë në zbulimin dinamik dhe mjediset e prodhimit fleksibël.
Pozicionimi i shpejtë hapësinor
Kamerat ToF llogaritin distancën e synuar duke emetuar impulse të dritës infra të kuqe dhe duke matur kohën që duhet që drita e reflektuar të kthehet në sensor, e ngjashme me rrezen e radarit.
Teknologjia e hershme ToF ishte e kufizuar nga rezolucioni dhe saktësia e matjes, duke e bërë të vështirë përmbushjen e kërkesave të zbulimit të nivelit industrial. Me avancimin e teknologjisë, janë shfaqur kamerat ToF me megapikselë, të cilat gradualisht po promovohen në aplikacione të tilla si zbulimi i objekteve 3D, ngarkimi dhe shkarkimi i robotëve dhe ngarkimi dhe shkarkimi i paletave.
Duhet të theksohet se teknologjia ToF është më e përshtatshme për njohjen e objektivit dhe pozicionimin hapësinor, dhe nuk është e përshtatshme për skenarë të matjeve dimensionale me precizion të lartë.
Roli i softuerit në vizionin 3D
ekzistojnë Në një sistem vizioni makinerik 3D , softueri i përpunimit dhe analizës së imazhit është i barabartë me 'trurin' e sistemit.
Inspektimi vizual tradicional mbështetet shumë në programimin e rregullave dhe përfundon detyrat e inspektimit përmes krahasimit të veçorive dhe gjykimit të pragut. Ndërsa kompleksiteti i skenarëve të aplikimit vazhdon të rritet, mësimi i thellë dhe rrjetet nervore artificiale (ANN) po bëhen gradualisht zgjidhje kryesore.
Rrjetet nervore artificiale përbëhen nga një numër i madh 'neuronesh' të ndërlidhur dhe pesha e lidhjes së tyre mund të rregullohet vazhdimisht sipas të dhënave të trajnimit, duke arritur kështu mësimin autonom dhe nxjerrjen e veçorive. Sipas kornizës së mësimit të thellë, sistemi nuk ka nevojë të përcaktojë manualisht veçoritë komplekse të imazhit. Duhet vetëm të futë të dhëna origjinale të imazhit për të përfunduar automatikisht nxjerrjen, klasifikimin dhe gjykimin e veçorive, duke treguar përshtatshmëri dhe qëndrueshmëri më të fortë në mjedise komplekse industriale.
Me pjekurinë e vazhdueshme të teknologjisë së imazhit 3D, algoritmeve të përpunimit të reve me pika dhe inteligjencës artificiale, inspektimi i vizionit të makinës po zhvillohet drejt saktësisë më të lartë, inteligjencës më të fortë dhe skenarëve më të gjerë të aplikimit.
Kombinimi i vizionit makinerik 3D dhe të mësuarit të thellë i Zhixiang Vision do të vazhdojë të zgjerojë kufijtë e inspektimit industrial dhe të sigurojë mbështetje teknike më të besueshme për prodhimin inteligjent dhe përmirësimet e automatizimit. Industria e vizionit të makinerive është plot pritshmëri për të ardhmen, le të presim dhe të shohim.
