Mašīnredze
Mašīnredze ir tehnoloģija un metodes, kuru pamatā ir vides digitālā tēla izveide, lai veiktu automātisku vadību, procesa vadību vai robota kustību izveidošanu. Mašīnredze ietver programmatūru, aparatūru, integrētas sistēmas un metodes.
Šis termins galvenokārt tiek izmantots rūpnieciskajā automatizācijā, taču arī citās vidēs, piemēram, drošības sistēmās un transportlīdzekļu kontrolē.
Mašīnredzes process ietver trīs soļus:
1) Fotografēšana
2) Automātiska analīze
3) Nepieciešamās informācijas sniegšana
Mašīnredze aizstāj darbietilpīgu manuālo vadību ar ātru automātisku digitālo attēlu apstrādi. Pateicoties straujai attīstībai, sistēmas ir kļuvušas ievērojami lētākas un piedāvā labu ieguldījumu atdevi.
Ir divu veidu mašīnredze – 2D un 3D redze.
Mašīnredzes piemērošanas joma ietver plašu uzdevumu klāstu, sākot no klātbūtnes kontroles līdz reāllaika pārbaudei un šķirošanai.
Mašīnredzes galvenie uzdevumi:
Pārbaude – produkta kvalitātes pārbaude, defektu un noviržu atklāšana
Mērīšana – objektu izmēru noteikšana (garums, platums, augstums, laukums, tilpums)
Lasīšana – tekstu dekodēšana un lasīšana (svītrkodi, 2D kodi, simbolu atpazīšana)
Pozicionēšana – objektu noteikšana un atrašanās vietas noteikšana
2D redze
Analizējamais attēls tiek iegūts, izmantojot kameras attēlu vai joslu skeneri. Lielākoties attēls ir ļoti kontrastains un melnbalts. Apgaismojums ir galvenais faktors šādos attēlos. 2D redze ir piemērota vietās, kur objektiem ir augsts kontrasts vai ir svarīgi noteikt to krāsu. Izmantojot 2D sistēmu, ir iespējams veikt uzdevumus visās četrās kategorijās.
3D redze
3D redze ir ideāli piemērota objekta apjoma, formas un telpiskās atrašanās vietas noteikšanai. Turklāt 3D var noteikt zema kontrasta objektus un defektus, ja to augstums atšķiras.
3D fotografēšanu var veikt, izmantojot gan skenēšanu, gan momentuzņēmuma fotografēšanu.
Skenējot objekts pārvietojas pa skenera redzamības lauku ar nemainīgu ātrumu un no objekta tiek izveidots 3D profils
Fotografējot 3D modelis tiek izveidots, pamatojoties uz objekta attēlu
Skenētie attēli parasti ir ievērojami precīzāki nekā parastie attēli.
Šis termins galvenokārt tiek izmantots rūpnieciskajā automatizācijā, taču arī citās vidēs, piemēram, drošības sistēmās un transportlīdzekļu kontrolē.
Mašīnredzes process ietver trīs soļus:
1) Fotografēšana
2) Automātiska analīze
3) Nepieciešamās informācijas sniegšana
Mašīnredze aizstāj darbietilpīgu manuālo vadību ar ātru automātisku digitālo attēlu apstrādi. Pateicoties straujai attīstībai, sistēmas ir kļuvušas ievērojami lētākas un piedāvā labu ieguldījumu atdevi.
Ir divu veidu mašīnredze – 2D un 3D redze.
Mašīnredzes piemērošanas joma ietver plašu uzdevumu klāstu, sākot no klātbūtnes kontroles līdz reāllaika pārbaudei un šķirošanai.
Mašīnredzes galvenie uzdevumi:
Pārbaude – produkta kvalitātes pārbaude, defektu un noviržu atklāšana
Mērīšana – objektu izmēru noteikšana (garums, platums, augstums, laukums, tilpums)
Lasīšana – tekstu dekodēšana un lasīšana (svītrkodi, 2D kodi, simbolu atpazīšana)
Pozicionēšana – objektu noteikšana un atrašanās vietas noteikšana
2D redze
Analizējamais attēls tiek iegūts, izmantojot kameras attēlu vai joslu skeneri. Lielākoties attēls ir ļoti kontrastains un melnbalts. Apgaismojums ir galvenais faktors šādos attēlos. 2D redze ir piemērota vietās, kur objektiem ir augsts kontrasts vai ir svarīgi noteikt to krāsu. Izmantojot 2D sistēmu, ir iespējams veikt uzdevumus visās četrās kategorijās.
3D redze
3D redze ir ideāli piemērota objekta apjoma, formas un telpiskās atrašanās vietas noteikšanai. Turklāt 3D var noteikt zema kontrasta objektus un defektus, ja to augstums atšķiras.
3D fotografēšanu var veikt, izmantojot gan skenēšanu, gan momentuzņēmuma fotografēšanu.
Skenējot objekts pārvietojas pa skenera redzamības lauku ar nemainīgu ātrumu un no objekta tiek izveidots 3D profils
Fotografējot 3D modelis tiek izveidots, pamatojoties uz objekta attēlu
Skenētie attēli parasti ir ievērojami precīzāki nekā parastie attēli.
3D redzes metodes
Mašīnredzē tiek izmantotas dažādas metodes. Uz laiku balstītās metodes izmanto gaismas avotu, lai ar kameras palīdzību novērtētu ar attālumu saistīto informāciju. Ģeometriskie paņēmieni ietver stereovīziju, lāzera triangulāciju, gaismas joslu projekciju un formu no ēnojuma.
Atstarošanās laiks
Atstarošanās laika sensori mēra laiku, kas nepieciešams, lai gaisma sasniegtu objektu un atgrieztos sensorā. Gaismas fāzes maiņa sniedz pietiekamu informāciju, lai aprēķinātu nepieciešamo laiku, kas vēlāk tiek pārvērsts attālumā. Šī metode nosaka attālumu līdz katram attēla punktam.
Ar šo metodi var izmērīt attālumus līdz pat 40 metriem ar izšķirtspēju 5-10 mm (200x200 pikseļi). Var ierakstīt līdz 100 attēliem sekundē.
Ņemot vērā to relatīvi zemo izšķirtspēju, lidojuma laika kameru izmantošana pašlaik ir diezgan ierobežota. Tās var izmantot, piemēram, lai noteiktu tukšās vietas uz paletēm vai veiktu līmeņa pārbaudes. Šīs kameras var izmantot arī satiksmes statistikas datu apkopošanai.
Stereovīzija
Līdzīgi kā cilvēka redzes sistēmā, 3D attēls tiek veidots, vērojot objektu no divām dažādām telpiskām pozīcijām. Tiek novērtētas abos attēlos atrastās kopīgās pazīmes un tiek noteiktas attiecīgās pazīmes XYZ koordinātas. Ja ir iespējams izgūt divas vai vairāk kopīgās pazīmes, ir iespējams noteikt arī objekta orientāciju.
3D stereovīzijas risinājumi ir lēti. Vajadzīga tikai viena 2D kamera, kas tiek pārvietota starp diviem skatu punktiem.
Lāzera triangulācija
Mērāmo objektu zondē ar lāzera staru, kas izveido precīzu objekta reljefu. Objekts tiek pārvietots caur lāzera staru. Lāzera stara attēlus reģistrē kamera, kas novietota noteiktā leņķī. Pēc tam augstuma profili tiek apvienoti vienā 3D attēlā.
Rezultāts ir 3D modelis, ko var pagriezt un pozicionēt gar katru asi, līdz ar to nav nepieciešams precīzi novietot apsekojamos objektus. Tas novērš nepieciešamību pēc dārgiem mehāniskiem komponentiem, kas šķiro un noregulē produktus pareizajā pozīcijā.
Galvenais lāzera triangulācijas priekšnoteikums ir tāds, ka mērāmajam objektam ir jāpārvietojas attiecībā pret kameru un lāzera staru. Daži objekti rada risku, ka objekts aizēno kameras lāzera staru, un informācijas ievākšana tajā brīdī nav iespējama. Viens no risinājumiem ir izmantot vairākas kameras, kas seko lāzera staram no dažādiem leņķiem. Dažādi mērījumi tiek apvienoti vienā datu kopā, un ēnošana notiek tikai tad, ja lāzers nav novērojams nevienā no kamerām.
Gaismas joslu projekcija
Gaismas joslu projekcija ir līdzīga lāzera triangulācijai. Tomēr, atšķirībā no triangulācijas, mērāmajam objektam ir jābūt statiskam (nekustīgam). Toties mērījumu veikšanas process ir ļoti ātrs.
Uz objekta tiek projicēta gaisma joslās, un kamera izmanto izveidoto projekciju, lai radītu 3D attēlu.
Salīdzinot ar lāzera metodi, ir iespējams novērtēt atsevišķu pikseļu augstumu, tādējādi nodrošinot lielāku precizitāti.
Tā kā šī metode ir ātra, vienlaikus ievācot lielu datu apjomu, tā ir lieliski piemērota rūpnieciskās kontroles uzdevumiem, piemēram, formas deformāciju, apjomu, sastāvdaļu novietojuma un tilpuma noteikšanai.
Forma no ēnojuma
Metode «forma no ēnojuma» nozīmē, ka objekta ēnu nofotografē trīs līdz četros fotoattēlos no dažādiem telpiskajiem virzieniem. Ēnas ļauj novērtēt objekta formu, kā arī virsmas tekstūru. Tomēr ar šo metodi nevar noteikt precīzu objekta augstumu, tāpēc šo metodi galvenokārt izmanto objektu virsmas kvalitātes pārbaudei.
Ēnojumu neietekmē objekta virsmas īpašības, piemēram, atstarošanas spēja, un ir iespējams iegūt augstas izšķirtspējas attēlus.
Mērāmajais objekts var lineāri pārvietoties pa taisnu līniju vai rotēt uz vietas.
Atstarošanās laiks
Atstarošanās laika sensori mēra laiku, kas nepieciešams, lai gaisma sasniegtu objektu un atgrieztos sensorā. Gaismas fāzes maiņa sniedz pietiekamu informāciju, lai aprēķinātu nepieciešamo laiku, kas vēlāk tiek pārvērsts attālumā. Šī metode nosaka attālumu līdz katram attēla punktam.
Ar šo metodi var izmērīt attālumus līdz pat 40 metriem ar izšķirtspēju 5-10 mm (200x200 pikseļi). Var ierakstīt līdz 100 attēliem sekundē.
Ņemot vērā to relatīvi zemo izšķirtspēju, lidojuma laika kameru izmantošana pašlaik ir diezgan ierobežota. Tās var izmantot, piemēram, lai noteiktu tukšās vietas uz paletēm vai veiktu līmeņa pārbaudes. Šīs kameras var izmantot arī satiksmes statistikas datu apkopošanai.
Stereovīzija
Līdzīgi kā cilvēka redzes sistēmā, 3D attēls tiek veidots, vērojot objektu no divām dažādām telpiskām pozīcijām. Tiek novērtētas abos attēlos atrastās kopīgās pazīmes un tiek noteiktas attiecīgās pazīmes XYZ koordinātas. Ja ir iespējams izgūt divas vai vairāk kopīgās pazīmes, ir iespējams noteikt arī objekta orientāciju.
3D stereovīzijas risinājumi ir lēti. Vajadzīga tikai viena 2D kamera, kas tiek pārvietota starp diviem skatu punktiem.
Lāzera triangulācija
Mērāmo objektu zondē ar lāzera staru, kas izveido precīzu objekta reljefu. Objekts tiek pārvietots caur lāzera staru. Lāzera stara attēlus reģistrē kamera, kas novietota noteiktā leņķī. Pēc tam augstuma profili tiek apvienoti vienā 3D attēlā.
Rezultāts ir 3D modelis, ko var pagriezt un pozicionēt gar katru asi, līdz ar to nav nepieciešams precīzi novietot apsekojamos objektus. Tas novērš nepieciešamību pēc dārgiem mehāniskiem komponentiem, kas šķiro un noregulē produktus pareizajā pozīcijā.
Galvenais lāzera triangulācijas priekšnoteikums ir tāds, ka mērāmajam objektam ir jāpārvietojas attiecībā pret kameru un lāzera staru. Daži objekti rada risku, ka objekts aizēno kameras lāzera staru, un informācijas ievākšana tajā brīdī nav iespējama. Viens no risinājumiem ir izmantot vairākas kameras, kas seko lāzera staram no dažādiem leņķiem. Dažādi mērījumi tiek apvienoti vienā datu kopā, un ēnošana notiek tikai tad, ja lāzers nav novērojams nevienā no kamerām.
Gaismas joslu projekcija
Gaismas joslu projekcija ir līdzīga lāzera triangulācijai. Tomēr, atšķirībā no triangulācijas, mērāmajam objektam ir jābūt statiskam (nekustīgam). Toties mērījumu veikšanas process ir ļoti ātrs.
Uz objekta tiek projicēta gaisma joslās, un kamera izmanto izveidoto projekciju, lai radītu 3D attēlu.
Salīdzinot ar lāzera metodi, ir iespējams novērtēt atsevišķu pikseļu augstumu, tādējādi nodrošinot lielāku precizitāti.
Tā kā šī metode ir ātra, vienlaikus ievācot lielu datu apjomu, tā ir lieliski piemērota rūpnieciskās kontroles uzdevumiem, piemēram, formas deformāciju, apjomu, sastāvdaļu novietojuma un tilpuma noteikšanai.
Forma no ēnojuma
Metode «forma no ēnojuma» nozīmē, ka objekta ēnu nofotografē trīs līdz četros fotoattēlos no dažādiem telpiskajiem virzieniem. Ēnas ļauj novērtēt objekta formu, kā arī virsmas tekstūru. Tomēr ar šo metodi nevar noteikt precīzu objekta augstumu, tāpēc šo metodi galvenokārt izmanto objektu virsmas kvalitātes pārbaudei.
Ēnojumu neietekmē objekta virsmas īpašības, piemēram, atstarošanas spēja, un ir iespējams iegūt augstas izšķirtspējas attēlus.
Mērāmajais objekts var lineāri pārvietoties pa taisnu līniju vai rotēt uz vietas.
Kontakti
OMD OÜ
Reģ. kodu 11468255
KMKR EE101260778
+372 5336 4352
omdrobots@omdrobots.eu
Sinilille tee 6/1, birojs 9, 75312 Peetri, Eesti
KMKR EE101260778
+372 5336 4352
omdrobots@omdrobots.eu
Sinilille tee 6/1, birojs 9, 75312 Peetri, Eesti
Nosūtot ziņojumu, jūs piekrītat mūsu privātuma politikai.
