ISS 2009: кризис не помеха новым возможностям


		Новости / Апрель 2002

RSS-лента

Новости

Пресс-релизы

Поиск по компаниям


Расширенный поиск

Архив новостей

2002 г

янв	фев	мар	апр
май	июн	июл	авг
сен	окт	ноя	дек
апрель

2003 г

2004 г

2005 г

2006 г

2007 г

2008 г

2009 г

2010 г

2011 г

Новости

4 апреля 2002 г

Прогресс в области машинного зрения для роботов

Достижения в области программных средств обработки видеоинформации для роботов открывают новые перспективы как для автомобильной, так и для других отраслей промышленности. Эти достижения связаны с геометрическим методом распознавания объектов, который устраняет некоторые недостатки технологий машинного зрения.

LРаньше мы использовали только метод анализа пятен (blob analysis), при котором необходимо отделять объекты от фона, изменяя освещение, и сравнивать их с шаблонами. Но этот метод не срабатывает при ротации объектов и вариации их размеров и форм¦, - рассказывает Билл Силвер, технологический директор американской компании Cognex. LПользователи хотели бы использовать роботов на многих видах работ, но возможности робототехники были ограничены из-за недостатков технологии визуального распознавания. Мы же в системах машинного зрения используем метод обнаружения, который распознает любой предмет, независимо от размера и формы. Этот метод назвается PatMax¦.

PatMax может точно распознавать объекты, когда их размеры варьируются, очертания размыты, и даже когда они находятся частично вне поля зрения. Традиционные машинные системы видеоидентификации основывались на пиксельно-растровом анализе, так называемой корреляции. Принцип работы метода PatMax состоит в сопоставлении эталонной модели предмета с самим образом предмета. Вычисляется та позиция объекта в системе координат X-Y, в которой он наиболее точно совпадает с моделью, и, исходя из этого, определяется местонахождение предмета. На производстве, в условиях неравномерного освещения и затрудненной видимости, корреляционные методы не срабатывают.

Вместо корреляции PatMax использует геометрическую информацию. Он, например, интерпретирует квадрат как четыре прямых отрезка, а футбольный мяч v как две дуги. Для этого применяются трехступенчатые геометрические измерения. Сначала PatMax идентифицирует и отделяет от фона ключевые видимые черты объекта и определяет его форму, размеры, углы, изгибы и степень затенения. После этого сопоставляются пространственные отношения объекта и шаблона. Анализируя геометрическую информацию, метод PatMax позволяет точно и многократно определять расположение объекта, не взирая на его размер и внешний вид.

На работу PatMax не влияют вариации форм предметов и другие проблемы, часто встречающиеся на производстве. С его помощью можно обнаруживать даже частично скрытые объекты, что не под силу современным подъемно-транспортным роботам.

Используя технологию PatMax, компании Ganton Technologies удалось снизить производственные затраты на 50 %. Ganton Technologies производит детали для двигателей для трех американских автогигантов - General Motors, Ford Motor и DaimlerChrysler. Ее роботизованная система машинного зрения использует ПО, основанное на PatMax, для обнаружения неполадок при конвейерной сборке деталей в условиях неравномерного освещения и размещения деталей под разными углами. Благодаря системе распознавания Cognex на основе PatMax производительность предприятия повысилась, а объем программирования, трудоемкость и затраты на оборудование уменьшились. LИмея такую систему машинного зрения, нам удалось вполовину снизить затраты на крепление продукции к конвейеру¦, - говорит менеджер из Ganton Керт Пэйп.

Американская компания FANUC Robotics North America достигла таких же успехов в области ПО обработки видеоинформации для роботов. LМы тоже используем геометрический подход к обнаружению объектов, на который не влияют освещение, блеск и изменения размеров¦, - говорит представитель FANUC Эд Роуни. Их технология VisLOC представляет собой упрощенный автоматический процесс круговой калибровки (circle grid calibration process), позволяющий пользователю калибровать камеры за считанные минуты. Механизм распознавания этой технологии основан на методе PatMax. Роботов, оснащенных системой VisLOC, используют для погрузочных работ, обработки материалов, упаковки и сборки продукции.

Технология FANUC VisTRAC идет еще дальше, чем VisLOC. VisTRAC включает в себя программные и аппаратные средства, необходимые для обнаружения и отслеживания незакрепленных движущихся деталей. В VisTRAC используются высокоскоростной сигнальный интерфейс и сканирующая камера, которая улавливает образ предмета для визуального анализа. Технологией VisTRAC компания оснащает своих роботов R-J3.

Совместно с компанией Robotic System Integrators (RSI), FANUC встроила VisLOC в первую в своем роде роботизированную систему шлифования ювелирных изделий. Эта система на базе робота LRMate 200I повышает производительность предприятия, обеспечивает качество продукции и гибкость производства. Робот выполняет монотонную и травмоопасную работу, и, кроме того, уменьшает зависимость производителя от колебаний рынка труда.

Геометрический подход к машинному зрению взят на вооружение и компанией Insight Integration, подразделением ISRA Vision Systems. LМашинное зрение применяется при перемещении деталей автомобилей, таких как двери и капоты, которые обычно уложены на стеллажах¦, - рассказывает Дейв Дикоу, президент Insight Integration. LКроме того, роботы применяются для установки лобовых стекол. При этом они использует визуальный 3D анализ¦.

В ПО ISRA-BrainWARE для определения местонахождения объекта используется только один Lглаз¦ - встроенную камеру - вместо обычных двух. Это программное обеспечение позволяет роботу с высокой точностью сваривать швы между деталями.

Для британской автостроительной компании Vauxhall Motors фирма Insight Integration соединила существующие аппаратные и программные средства для машинного зрения со своим ПО обработки видеоинформации. Vauxhall Motors использует эту систему машинного зрения при разгрузке блоков двигателей с палет. Система работает следующим образом: сначала при помощи камеры Sony робот фиксирует отдельный блок двигателя. Затем визуальный образ переводится в цифровой вид с помощью механизма захвата кадра (frame-grabber board) PCEye производства компании American Eltec, и по шине поступает в ПК на базе процессора Pentium. В своей технологии Insight Integration использует ПО HexSight канадской компании Hexa Vision Technologies.

LТрадиционные системы видеоидентификации используют корреляционные методы распознавания¦, - говорит Джин-Ноэл Берьюб, вице-президент Hexa Vision. LА наше ПО HexSight располагает объекты в двухмерной системе координат с помощью геометрического метода. После того, как зафиксированы контуры частей объекта, программа определяет его местонахождение и размер, и посылает эти данные роботу или устройству, управляющему манипуляциями с предметами¦

В системе, работающей на заводе Vauxhall, видеоинформация по линии связи RS-232 передается контроллеру робота производства немецкой компании Kuka. Рководствуясь этой информацией, робот находит нужный блок, поднимает его с поддона и ставит на ленту конвейера.

В области электроники для таких работ, как обработка кремнивых пластин и сборка интегральных схем, американская компания Imaging Technology разработала ПО для видеораспознавания SMART Search. В SMART также используется геометрический метод распознавания. Система машинного зрения SMART GeoSearch создает геометрические модели на основе выявленных контуров образа объекта. Эти модели можно исправлять, удаляя ненужные детали, которые могут негативно повлиять на результаты распознавания. Такие возможности повышают точность и устойчивость работы этой системы.

SMART также выдает точную информацию об отличиях образа от шаблона. В традиционных алгоритмах распознавания информация об объектах основывалась на одном единственном параметре v соответствии (проценте точек шаблона, совпадающих с точками объекта). Технология SMART Search обеспечивает также дополнительную информацию: изменения расположения объекта, оценку соответствия шаблона и объекта, и GeoQuality (соответствие между контурами шаблона и объекта). Кроме того, SMART фиксирует вариации в размерах объектов. Благодаря всему этому производственный процесс идет быстрее, и компаниям не нужно устанавливать дорогостоящие осветительные приборы и оборудование для подачи деталей.

Компания Adept Technology v рекордсмен в сфере роботизированного зрения: она уже 17 лет занимается этими технологиями и за это время установила на предприятиях тысячи своих систем. LТехнологией AdeptVision оснащены 30-40 % наших роботизированных систем¦, - говорит вице-президент Adept Джо Кэмпбелл. LГеометрический метод распознавания v для нас не новинка. Наш ObjectFinder представляет собой уже второе поколение геометрических систем машинного зрения, а первые прототипы мы разработали еще в середине 80-х¦.

Технология ObjectFinder может распознавать частично скрытые объекты в условиях неравномерного освещения, и обеспечивает угол обзора в 360 градусов. Кэмпбелл заявляет, что в отличие от других видов ПО подобного рода, AdeptVision является частью блока управления роботом Adept, и использует те же самые язык программирования и прикладные программы, что и робот.

версия для печати