Gépi látás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A gépi látás (Machine vision) összefoglaló neve azon technológiáknak és eljárásoknak, melyek lehetővé teszik digitális kép alapú automatizált vizsgálatok használatát gyártási folyamat irányítási, minőség ellenőrzési és robot koordinálási feladatokra. A gépi látás angolul Machine vision, nem összekeverendő az angolul használatos Computer vision megnevezéssel. A két megnevezés kapcsolatban áll egymással és átfedés van a két terület között, de megkülönböztetendő az applikációk tekintetében. A gépi látás alkalmazása az iparban rendkívül széles körű, lényegében azon jellemzők, melyek optikailag detektálhatóak nagy valószínűséggel automatizálhatóak.

Célja[szerkesztés]

Egy gépi látás rendszer használatakor a következő tényezők növelése, redukálása vagy kizárása a cél.

  • Emberi tényező redukálása vagy kizárása
  • Termelési output növelése
  • Minőség növelése (100%-os ellenőrzés)

Alkalmazások[szerkesztés]

A gépi látás főbb alkalmazásai a teljesség igénye nélkül.

  • Autóipari alkatrészek minőségellenőrzése
  • Nyomtatott áramkörök minőségellenőrzése
  • Faipari anyagok minőségellenőrzése
  • Végszerelések minőségellenőrzése
  • 1D és 2D kódok olvasása, verifikálása
  • Címke ellenőrzés
  • Különféle jelenlét vizsgálatok
  • Félvezetők huzalkötésének vizsgálata
  • Gyógyszeripari termékek minőségellenőrzése
  • Robotok koordinálása

Fizikai felépítés[szerkesztés]

Egy általános gépi látás rendszer a következő főbb komponensekből épül fel.

  • Megvilágítás
  • Kamera az alkalmazáshoz megfelelő optikával
  • PC vagy képfeldolgozó hardver (a képfeldolgozó szoftver futtatásához és egyéb műveletek koordinálásához)
  • Kommunikációs interfész (az eredmények közlésére, például egy a folyamatot irányító PLC felé)

Ezen kívül léteznek egyedi rendszerek, melyeket egyedi vizsgálatokra építettek. Ilyen berendezések az AOI (Automated Optical Inspection) gépek, melyeket főként nyomtatott áramkörök vagy hybrid áramkörök ellenőrzésére építenek.

Megvilágítás[szerkesztés]

Léteznek egyedi megvilágítással rendelkező rendszerek, de összességében a következő megvilágítás típusok léteznek.

  • Back (háttér)
  • Ring (gyűrű)
  • Co-axial
  • Bar (sáv)
  • Dome (dóm)
  • Line (vonal)

Kamera[szerkesztés]

A kamerák az alábbi típusokba sorolhatóak, funkciójuk és működésük alapján.

  • Smart kamerák: olyan kamerák, melyek a rendszer szinte összes elemét tartalmazzák integrálva. Például: a kamera hardvere tartalmazza a képfeldolgozó szoftvert és futtatja is azt, továbbá kommunikációs interfésszel is rendelkezik.
  • Konvencionális kamerák: csak képkészítésre alkalmasak, a képet egy meghatározott kommunikációs protokollal továbbítják a képfeldolgozó egységnek. Jellemzően GigE, USB, FireWire.
  • Egyedi kamerák: csak képkészítésre alkalmasak, viszont nem kompatibilisek bármilyen képfeldolgozó szoftverrel és hardverrel, csak a gyártó által rendelkezésre bocsátott hardverrel.

A kamerák fizikai felépítése szempontjából általánosságban elmondható, hogy törekednek kis méretűre tervezni a jobb helykihasználás végett. A kis méret eléréséhez hozzájárul a speciális optika menet is. Ipari alkalmazásokban C-menet (C-mount) vagy CS-menet (CS-mount) az elterjedt, de vannak esetek ahol speciális meneteket használnak.

Képfeldolgozó hardver[szerkesztés]

A folyamatban ez a hardver végzi a digitális képfeldolgozási folyamatot. Ez az eszköz lehet egy PC és egy kommunikációs interfész vagy egy ipari felhasználásra kialakított egyedi eszköz ún. kontroller alapú rendszer.

Szoftver[szerkesztés]

A digitális képfeldolgozási folyamathoz elengedhetetlen algoritmusokat tartalmazza. Alapvetően kétféle lehetőség létezik a piacon.

  • Kontroller alapú rendszer vagy Smart kamera esetén a gyártó által fejlesztett szoftver használható, mely a kontrollerbe vagy a Smart kamerába beágyazva található. Ez programozható PC-ről. Ilyen rendszereket árul például: Cognex, Keyence.
  • Egy PC alapú rendszernél lehetőség van különböző képfeldolgozó szoftverek megvásárlására. Ilyen szoftverek: LabVIEW, Neurocheck, Modular-X.

Folyamat[szerkesztés]

A rendszer működése alapvetően négy fő folyamatra osztható.

Gépi látás folyamatának fő lépései
  1. Képkészítés: ezen folyamat a képfeldolgozó rendszerben alkalmazott kamera képének elkészítése és kiolvasása. Mindez történhet egy belső, meghatározott frekvencia vagy külső úgynevezett trigger vagy stimuláló jel hatására.
  2. Elő-képfeldolgozás: különboző digitális képfeldolgozásban használt szűrő algoritmusok alkalmazása.
  3. Képfeldolgozás: digitális képfeldolgozó algoritmusok alkalmazása. (Blob, élkereső algoritmusok stb.)
  4. Eredmény kommunikálása: a képfeldolgozás során keletkező eredmények kommunikálása a folyamatot irányító eszköz felé.

Gyártók[szerkesztés]

Fordítás[szerkesztés]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Machine vision című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.