Syst m VisionLab - nebojte sa strojov ho videnia Kontrola kvality, automatick in pekcia v robkov alebo meranie pomocou kamier st le nie je bežnou s časťou aplik cii v priemyselnej automatiz cii a zachov va si n dych určitej v nimočnosti. Rie eniam, ktor použ vaj samostatn syst my strojov ho videnia, často zodpoved aj cena dan tak mto rie en m. Aj poč tač v lohe samostatnej riadiacej jednotky alebo ako rozhranie človek - stroj bol svojho času exkluz vny a dnes je bežnou s časťou priemyselnej automatiz cie. Syst my, ktor nahradia do určitej miery ľudsk oko, s st le viac a viac vyžadovan z kazn kmi z oblasti priemyslu. Pom cť tomuto trendu chce aj syst m VisionLab, ktor pracuje ako roz renie syst mu pre r chly v voj priemyseln ch aplik cii re lneho času Control Web. Autorom syst mu VisionLab, tak ako aj Control Web s Moravsk Př stroje, a.s. Zl n. Spoločnosť MII Slovakia je distrib torom v etk ch produktov Moravsk ch př strojov pre Slovensk republiku. VisionLab a Control Web. Integr cia VisionLab so syst mom Control Web, iroko použ van m pre v voj vizualizačn ch aplik cii technologick ch procesov, riadenie v re lnom čase atď., prin a veľk množstvo v hod. Funkčnosť syst mu Control Web je veľmi rozsiahla a obsahuje rozhrania na komunik ciu s veľk m počtom vstupno/v stupn ch jednotiek, priemyseln ch automatov a komunikačn ch kariet. Rozhranie ovl dačov pre Control Web je dobre zdokumentovan a voľne pr stupn pre firmy implementuj ce ovl dače svojich zariaden . Vďaka podpore tandardn ch protokolov (napr. OPC) a de-facto tandardov (napr. Modbus) dok že Control Web komunikovať aj so zariadeniami, pre ktor nat vny ovl dač nie je k dispoz cii. Aplik cie v prostred Control Web vytv raj rozhranie človek/stroj, archivuj procesn d ta a zobrazuj ich hist riu, str žia medzn hodnoty sledovan ch velič n a upozorňuj obsluhu na ich prekročenie. Prostredn ctvom SQL m žu aplik cie pristupovať k firemn m datab zam. Control Web dovoľuje veľmi jednoduch tvorbu distribuovan ch client-server aj peer-to-peer aplik ci . S časťou syst mu je aj HTTP server na pr stup k aplik ci m prostredn ctvom WWW prehliadačov. Aplik cia strojov ho videnia vytvoren v prostred VisionLab zabudovan do syst mu Control Web m že v etky tieto vlastnosti využ vať. Anal za obrazu v prostred VisionLab VisionLab je prostredie, ktor aplik cii dod schopnosť obraz analyzovať a skutočne mu porozumieť , t.j. z skať z neho potrebn inform ciu. Obraz, ktor spracov va sa samozrejme z skava z kamery a m žete k nemu pripojiť kamery DataCam, ktor ch v robcom s taktiež Moravsk př stroje alebo ľubovoľn kameru s rozhran m WDM čo s aj webov kamery, alebo kamery vo Va ich notebookoch. Množstvo a druh z skavan ch inform cii veľmi z vis na cieľovej aplik cii. Napr klad aplik cia m že merať rozmery v robkov, alebo kontrolovať pr tomnosť či nepr tomnosť čast v robkov. M že detekovať tvary a farby, zisťovať pr tomnosť otvorov, poč tať sn man elementy a triediť ich do kateg ri , č tať čiarov alebo maticov k dy či texty na t tkoch, rozpozn vať evidenčn č sla vozidiel a pod. Možnost je neprebern množstvo a nedaj sa ani približne vypoč tať. Vlastn anal za obrazov prebieha v jednotliv ch krokoch. Kroky sa l ia funkčnosťou a tiež typom a počtom vstupn ch a v stupn ch parametrov. Pr ve jednotliv kroky pre spracovanie obrazu tvoria jadro syst mu VisionLab. Tvorca aplik cie kroky vyber z palety pon kan ch krokov a zostavuje ich do sekvencie podľa potrieb aplik cie. Počet krokov ktor s k dispoz cii pre v voj ra syst mu strojov ho videnia sa bl ži k č slu 200. Kroky s rozdelen do hierarchick ch skup n a s medzi nimi kroky od jednoduch ch oper cii s d tov mi objektmi až po č tanie čiarov ch k dov, p sma atď. Obr. 1: Hierarchick trukt ra krokov syst mu VisionLab Schopnosť reťaziť kroky spracovania obrazu je dan v etk m virtu lnym pr strojom typu kamera v syst me Control Web. Každ virtu lny pr stroj m vlastn sekvenciu krokov a pracuje plne nez visle na in ch in tanci ch pr strojov kamera. Každ in tancia virtu lneho pr stroja m že, ale nemus byť spojen s konkr tnou kamerou pripojenou k poč taču. V r mci každej in tancie virtu lneho pr stroja je vytvoren množina d tov ch objektov syst mu VisionLab. Tieto d tov objekty uchov vaj stav pri každom prechode sekvencie krokov. D tov objekty s jednoznačne identifikovan svoj m n zvom a m žu byť r znych typov, počn c z kladn mi typmi na uchovanie č seln ch, logick ch a textov ch hodn t, cez typy uchov vaj ce body, priamky, obdĺžniky a prstence, až po typ reprezentuj ci cel obraz. A samozrejme m žete tieto d tov objekty syst mu VisionLab mapovať s premenn mi syst mu Control Web. Mapovať dok žete v sledky celej sekvencie spracovania obrazu a aj vstupn a v stupn d tov objekty jednotliv ch krokov. VisionLab aplik ci m prin a: ľahk integr ciu digit lnych obrazov a vizu lnu kontrolu v aplik ci ch priemyselnej automatiz cie veľk v ber v konn ch a technicky vyspel ch krokov pre pr cu s obrazom intuit vnu edit ciu postupnosti krokov strojoveacute;ho videnia podporu plne paraleln ho spracovania na viacer ch jadr ch a procesoroch podporu mas vneho paraleln ho spracovania obrazu grafick m procesorom pokročil pravy obrazu vykon van grafick m procesorom prenos obrazov ch d t v poč tačovej sieti archiv ciu obrazov ch d t v podobe sn mok a videos borov otvoren rozhranie na doplňovanie krokov strojov ho videnia zdieľanie d t s aplik ciami syst mu Control Web jednoduch integr ciu aplik cii strojov ho videnia a vizu lnej kontroly do v č ch informačn ch a riadiacich syst mov plug and play in tal ciu ovl dačov kamier DataCam možnosť použ vať kamery s in talovan mi WDM ovl dačmi teda aj bežn webov kamery a kamery, ktor s s časťou notebookov. Niekoľko pr kladov spe n ho nasadenia syst mu VisionLab VisionLab je na trhu od roku 2009. Od tej doby pre iel niekoľk mi v vojov mi krokmi a samozrejme je nasaden v priemyselnej automatiz cii vo veľkom počte syst mov. V tomto čl nku spomenieme aspoň dva pr klady nasadenia syst mu VisionLab v praxi. V uveden ch pr kladoch hr podstatn lohu kvalita obrazu z skavan z kamier. V etky uveden lohy boli rie en kamerami DataCam a osvetľovac mi jednotkami DataLight, ktor ch v robcom s Moravsk př stroje. Ak by sa použili priemyseln kamery s obvyklou kvalitou obrazu, tieto lohy by boli asi nerealizovateľn . Syst m vizu lnej in pekcie teplotn ch sn mačov na automatickej v robnej linke V zadan je vyžadovan vysok presnosť merania geometrick ch rozmerov a pritom kamera, ktor nesmie prek žať rotuj cemu karuselu, mus byť umiestnen vo v č ej vzdialenosti od kontrolovan ho senzora, ktor m veľmi mal rozmery. Vzhľadom na nutnosť nenaru iť manipulačn priestor v automate, ktor m je dan vzdialenosť kamery od kontrolovan ho senzora nedal sa použiť telecentrick objekt v. Probl m vzdialenosti a presnej projekcie obrazu bez perspekt vneho skreslenia bol vyrie en použit m objekt vu s dlhou oh niskovou vzdialenosťou. Zvolen objekt v je kon truovan pre veľk obrazov senzory, a tak využit m iba stredu obrazo v ho poľa sa dosiahla vynikaj ca kvalita obrazu bez skreslenia geometrie a jasu a prakticky i bez farebn ch v d. Dlh ohnisko objekt vu m ale tiež jednu ne v hodu - v robn automat obsahuje množstvo elektromechanick ch, pneumatick ch a hydraulick ch akčn ch členov, ktor pri svojej činnosti sp sobuj vibr cie a mecha nick r zy. Preto je nutn nejako vyrie iť chvenie obrazu a stabilitu jeho poz cie. Tento probl m je činne vyrie en kombin ciou pou žit ch z bleskov ch osvetľovac ch jednotiek DataLight a programov m o etren m stability obrazu v prostred VisionLab. Obr. 2: Umiestnenie kamery na stroji, tak aby neprek žala žiadnemu mechanizmu automatu Na presn meranie rozmerov s čiastok s využit m zadn ho svetla sa obvykle použ vaj čiernobiele kamery s vysok m rozl en m. V tejto lohe je potrebn nielen presne merať rozmery senzora, ale navy e aj č tať a detekovať farebn potlač senzorov. Aby bola cel loha rie iteľn len s jednou kamerou, bolo nutn použiť kameru farebn . T to jedin farebn kamera sn ma sekvenčn sn mky siluety senzora v zad nom svetle a na z ver sn mok s predn m bielym osvetlen m na detekciu farebn ho označenia. Synchroniz cia jednotliv ch z bleskov ch osvetľovačov je rie en d tov m prepojen m s kamerou. Z bleskov osvetlenie je tak intenz vne, že nie je nutn žiadne zakr vanie stroja pred okolit m svetlom a to aj napriek tomu, že použit kamera je citliv na cel spektrum viditeľn ho svetla. Činnosť osvetľovac ch jednotiek pritom nie je v okol stroja nijako ru iv ani pre obsluhu obťažuj ca. Obr. 3: Umiestnenie osvetľovac ch jednotiek na automate K vysokej kvalite zobrazenia siluety a k presn mu meraniu rozmerov prispieva aj schopnosť kamerov ch komponent syst mu Control Web vykon vať viacprechodov adapt vnu interpol ciu farebnej mozaiky v grafickom procesore a v re lnom čase. Syst m strojov ho videnia zabezpečuje stopercentn kontrolu vyr ban ch senzorov a včas zachyt mimotolerančn kusy. Optick detekcia kvality kontinu lnej v roby plastov ch dosiek Kamerov in pekčn syst m umiestnen na valcovacej stolici prin a niekoľko technick ch zauj mavosti, ktor m žu byť in pir ciou pre technikov z odboru strojov ho videnia. M me tu lohu, kde pomocou kamier mus me kontrolovať cel plochu plastovej dosky, ktor op ťa stroj. Doska m že mať niekoľko typov z vad ale najkritickej ie s zvlnenie povrchu a zrnk nečist t vo vn tri materi lu. Tieto z vady nesm prejsť bez presnej identifik cie miesta a vyznačenia probl mov ch miest na okrajoch dosky. Pritom je nutn rozpoznať zvlnenie veľkosti jednotiek mikrometrov a nečistoty veľk desatiny milimetra. Už z tohto zadania s zrejme požiadavky, s ktor mi sa mus sys t m vizu lnej in pekcie vyrovnať. Predov etk m potrebujeme z skavať vysoko kvalitn a stabiln obraz s vysok m rozl en m a bez akejkoľvek stratovej kompresie obrazu. 1) Požiadavku na najvy iu kvalitu obrazu n m splňuj monochromatick RAW d ta ka mery DataCam s rozl en m 1600x1200 pixlov a so estn sťbitovou digitaliz ciou. 2) Plastov doska op ťaj ca stroj stroj maacute; rku 120 mm a pohybuje sa r chlosťou cca 6 m/min. Aby sme pokryli cel plochu dosky, s použit 4 kamery vedľa seba a ich obraz sa mierne prekr va. Obr. 4: 4 kamery sn maj cel rku dosky 3) Sn man materi l sa nepretržite pohy buje. Mus me teda pracovať s veľmi kr tkymi expozičn mi časmi. T to požiadavka kladie vysok n roky na intenzitu osvetlenia. peci lne na t to z kazku bola skon truovan osvetľovacia li ta osaden vysokov konn mi LED s bielym svetlom. Osvetlenie je dostatočne intenz vne a pritom prakticky nezvy uje tepeln z ťaž kontrolovan ho plastov ho materi lu. 4) Surov d ta, ktor kamery poskytuj predstavuj značn z ťaž aj pre tak v konn komunikačn syst m, ak m je USB zbernica. Pripojenie je navrhnut tak, aby každ kamera bola pripojen na samostatn koreňov hub na z kladnej doske. Objem surov ch d t z kamier predstavuje niekoľko desiatok MB za sekundu a to je nad možnosťami jedn ho USB portu. Pripojenie kamery na samostatn port je pre plynulosť behu aplik cie podstatnou požiadavkou. 5) Poč tač si mus poradiť nielen s mo hutn m tokom d t, ale je nutn v etky obrazov d ta spracovať v re lnom čase, ktor zodpoved produkčn mu tempu stroja. Kroky syst mu strojov ho videnia VisionLab umožňuj rozdeľovať v počty medzi viacero jadier CPU. Preto je poč tač osaden v konn m esťjadrov m pro cesorom. Poč tač zvl da v etky v počty Fourierov ch transform cii a v č počet jadier je tiež pr nosom pre plynulosť d tov ho toku cez USB. 6) Syst m dok že detekovať zrnka nečist t, ktor s men ie, ako je obrazov bod kamery. Aby toto bolo možn , mus sa obraz spracov vať pomocou v počtovo n ročn ch filtrov. Pre tento čel je poč tač vybaven grafick m adapt rom s grafick m procesorom nVidia, kde sa obraz spracov va paralelne - GPU GF590GTX obsahuje 1024 jadier a d tov tok obrazov ch d t m že dosiahnuť až 327 GB/sec. Syst m obsahuje niekoľko krokov, ktor v kon s časn ch grafick ch procesorov dok žu využiť. V aplik ci ch, kde je z ťaž GPU vysok , sa t to skutočnosť takmer neprejavuje ani na zaťaženosti CPU, ani na odozv ch poč tače na povely obsluhy. Obr 5: Obrazovka s v sledkami merania Z ver Syst my strojov ho videnia na rozdiel od klasick ch automatizačn ch loh vyžaduj veľk pozornosť pri pr prave a n vrhu syst mu, v beru použit ch zariaden a pos denie realizovateľnosti projektu. Je to dan t m, že vždy pracujeme s obrazom, kde sa m žu meniť sveteln podmienky a t m p dom aj kvalita z skan ho obrazu. Anal za z skan ho obrazu z kamery na prv pohľad trivi lne rie iteľn človekom nemus byť až tak jednoduch pre poč tačov rie enie, preto je f za pos denia rie iteľnosti a n vrhu syst mov ch prostriedkov rozhoduj ca pre dosiahnutie pl novan ho cieľa. Na druhej strane spe ne realizovan aplik cie so syst mom VisionLab ukazuj , že aj na prv pohľad nerealizovateľn lohy sa daj zvl dnuť, a preto nebojte sa syst mov strojov ho videnia, len venujte dostatočn pozornosť n vrhu syst mu a poraďte sa s odborn kmi, ktor maj sk senosti s aplik ciami v tejto oblasti.
Čas veľmi rýchlo letí, pripomínam vám, kým prvá adventná sviečka zasvieti, že v Dome Svitania máme originálne vecičky, pre mamičky aj detičky. Krásny vianočný darček pre vás sa tu nachádza, poďte rýchlo, lebo čas sviatočný už prichádza.
prejsť na článokVolba vhodn ho objekt vu a kamery je kľ čov m rozhodnut m pri n vrhu syst mu strojov ho videnia. Aby sme V m toto rozhodnutie uľahčili, pripravili sme pre V s jednoduch ch sprievodcov, ktor V m pom žu s v počtom z kladn ch parametrov cel ho syst mu. Z k
prejsť na článokS ria UNO-3000 s vysokov konn bezventil torov PC so asi ktor pon kaj maxim lnu flexibilitu pre aplik cie v priemyselnej automatiz cii. Ide lne pre peci lne aplik cie a aplik cie strojov ho videnia "Hot-swap" dizajn pre dva disky pon ka vylep en
prejsť na článokVďaka vn troočnej tekutine, ktor neust le do oč pritek a z roveň aj odtek na e oči funguj a maj spr vny tvar. Zdrav oko si spr vnym pomerom pr toku a odtoku tekutiny udržiava vn troočn tlak na bezpečn ch rovniach. Probl my nast vaj , ak sa cirk
prejsť na článokVytvoriť si individuálny módny štýl býva náročné. V súčasnosti už neplatí, že dôležité je dodržiavanie určitých módnych pravidiel, ale naopak, čím štýlovejší a originálnejší ste, tým lepšie. Stavte napríklad na výrazný a predovšetkým štýlový prvok v podob
prejsť na článok