Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
O společnosti
Stažení software
Stažení dokumentů
Obchodní partneři
Produkty
Programový systém Control Web
Strojové vidění VisionLab
Kamery DataCam a  osvětlovače DataLight
Průmyslový počítačový systém DataLab
Vědecké CCD kamery
Speciální technika
Ceník
Aktivace produktů
Služby
Školení
Zakázková řešení
Podpora
Rady pro tvorbu aplikací


Hlavní stránka  Produkty  Strojové vidění VisionLab

Začlenění strojového vidění do systémů průmyslové automatizace
 Zpracování obrazů z kamer a vizuální inspekce je stále častější součástí současných systémů průmyslové automatizace. Proto má značný význam i požadavek na spolupráci systémů strojového vidění s řídícími a automatizačními systémy. Systém strojového vidění VisionLab lze přímo instalovat do programového prostředí Control Web. Integrace úloh vizuální inspekce do systémů průmyslové automatizace je tedy maximálně efektivní.

Toto propojení v rámci jednoho programového prostředí výrazně zjednodušuje nejen vývoj nových aplikací, ale také výsledné řešení vychází levněji než jiné koncepce. Můžeme totiž ve většině případů použít jediný počítač, ke kterému jsou připojeny jak kamery, tak i jednotky průmyslových vstupů a výstupů a který je tovněž připojen k počítačové síti a firemnímu informačnímu systému. Na tomto počítači obvykle běží grafické uživatelské rozhraní aplikace, databázový SQL server, webový server, úlohy vizuální inspekce a strojového vidění a také celá logika automatizační aplikace.

Obr. 1.: Strojové vidění jako součást řídicího systému. Rozsah funkčnosti činí ze systému Control Web efektivní nástroj digitalizace průmyslu pro prakticky libovolná zakázková řešení.

Obr. 1.: Strojové vidění jako součást řídicího systému. Rozsah funkčnosti činí ze systému Control Web efektivní nástroj digitalizace průmyslu pro prakticky libovolná zakázková řešení.

Při potřebě dalších vzdálených automatizačních rozvaděčů může být každý z nich připojen pomocí Ethernetu a TCP/IP sítě. Příklad takového vzdáleného rozvaděče je na obr. 2. Efektivita řešení a výhodná cena veškerého hardware i software je u takto koncipovaných systémů zřejmá.

Obr. 2.: Automatizační rozvaděč je díky jednotkám DataLab s protokolem TCP/IP připojen jediným Ethernetovým kabelem.

Obr. 2.: Automatizační rozvaděč je díky jednotkám DataLab s protokolem TCP/IP připojen jediným Ethernetovým kabelem.

S příchodem nové generace prostředí Control Web 8 přibylo i několik vlastností, které možnosti integrace strojového vidění nadále zdokonalují.

Obr. 3.: Ukázka stereoskopického snímání prostoru venkovní scény. Virtuální přístroj si vybuduje 3D model snímaného prostoru a z něj pak dokáže stanovit např. pozice automobilů a jejich vzdálenosti od kamery.

Obr. 3.: Ukázka stereoskopického snímání prostoru venkovní scény. Virtuální přístroj si vybuduje 3D model snímaného prostoru a z něj pak dokáže stanovit např. pozice automobilů a jejich vzdálenosti od kamery.

Do strojového vidění byl doplněn nový typ datových objektů data pro přenos obecných binárních dat. Tento typ koresponduje s datovými elementy typu data v prostředí systému Control Web. Virtuální přístroje v aplikačním programu a kroky v řetězci strojového vidění si nyní mohou efektivně vyměňovat bloky libovolných dat. Typ dat a formát jejich uložení není nikterak předepsán, stačí, když mu příjemce dat rozumí. V některých úlohách, jako je např. další práce s detekovanými významnými body obrazu v aplikačním programu, přináší tato technika přenosu bloků binárních dat významné zrychlení. Nové možnosti spolupráce automatizační aplikace s řetězcem kroků strojového vidění může dobře demonstrovat např. virtuální přístroje pro zobrazení prostorové scény v podobě 3D objektu. Obrazová data jsou snímána stereoskopickou dvojicí kamer. Tento virtuální přístroj má několik zvláštností. Zobrazuje sice scénu snímanou kamerami, ale sám s kamerami bezprostředně nekomunikuje. Pro svou činnost potřebuje nejen dva obrazy z kamer, ale i informace o významných bodech a jejich deskriptorech nalezených v těchto dvou obrazech. Musí proto spolupracovat se strojovým viděním, které pomocí kroku pro detekci významných bodů plní datové elementy typu data nalezenými deskriptory těchto bodů. Obdobně jako deskriptory bodů, i vlastní obraz z každé kamery je do virtuálního přístroje přenášen prostřednictvím datových elementů typu data. Virtuální přístroj může být velmi užitečný v aplikacích, kde potřebujeme informaci o vzdálenostech objektů v obraze, když musíme nalézat objekty v různých vzdálenostech nebo se při pohybu vyhýbat kolizím s objekty v prostoru. Pomocí datových elementů typu data rovněž může být libovolný obraz přenášen např. do zobrazovacích přístrojů, umístěných kdekoliv v 3D prostoru scény.

Obr. 4.: 3D model snímané scény, vytvořený ze dvou obrazů z kamer

Obr. 4.: 3D model snímané scény, vytvořený ze dvou obrazů z kamer

Schopnost kroků systému strojového vidění VisionLab efektivně a s maximální využitím masivně paralelního výkonu GPU nalézat významné body obrazu a počítat deskriptory popisující jejich okolí, můžeme využít také pro detekci obecných objektů v obrazech. Významné body jsou hledány ve stupnici několika měřítek, objekty pak můžeme detekovat nezávisle nejen na jejich natočení a jasu, ale i nezávisle na jejich velikosti. Množinu deskriptorů, která charakterizuje objekty, které chceme dále v obrazových datech identifikovat, mohou detekční kroku poskytovat jak v souborech, tak i v datových elementech typu data.

Obr. 5.: V modelu 3D prostoru lze měřit vzdálenosti jednotlivých povrchů od kamer

Obr. 5.: V modelu 3D prostoru lze měřit vzdálenosti jednotlivých povrchů od kamer

Obr. 6.: Pomocí významných bodů lze v obrazu z kamery identifikovat např. dopravní značky

Obr. 6.: Pomocí významných bodů lze v obrazu z kamery identifikovat např. dopravní značky

A nyní, kdy je k dispozici nová osmá generace systému Control Web, jistě stojí za zmínku i fakt, že vývojovou verzi systému Control Web je možno volně stáhnout z webu www.moravinst.com a používat ji na neomezeném počtu instalací zdarma. Licence je potřebná jen při požadavku na trvalý běh aplikace. Stejně tak lze používat i veškeré ovladače i systém strojového vidění VisionLab.

Obr. 7.: Hledaný objekt stačí označit a uložit si množinu deskriptorů, která jej charakterizuje ...

Obr. 7.: Hledaný objekt stačí označit a uložit si množinu deskriptorů, která jej charakterizuje ...

Obr. 8.: ... a poté jej lze spolehlivě ve videu detekovat. Červeně jsou označeny všechny nalezené významné body aktuálního obrazu.

Obr. 8.: ... a poté jej lze spolehlivě ve videu detekovat. Červeně jsou označeny všechny nalezené významné body aktuálního obrazu.

Článek tak, jak vyšel v magazínu Automa je v PDF podobě zde: Automa_06_2018.pdf.

Roman Cagaš

 
 | O společnosti | Produkty | Podpora | Stažení software | Stažení dokumentů | 
Moravské přístroje, a.s., Masarykova 1148, Zlín-Malenovice, 76302