Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Siemens/A19880203Elc006.shtml

Лазерная система машинного видения фирмы Siemens

Мюнхен. Копирование матери-природы не всегда приводит к созданию хорошей конструкции. «В конце концов,— говорит Гюнтер Деменс, руководитель группы разработчиков в фирме Siemens AG,— самолеты не машут крыльями наподобие птиц, а подводные лодки не движут хвостами как рыбы». Исходя из этих рассуждений, возглавляемая им группа в лаборатории автоматизации производства (Мюнхен) разработала систему распознавания трехмерных объектов, в которой полностью покончено с принципом фотокамеры — технического эквивалента человеческого глаза. Вместо этого в системе для определения координат на поверхности используется лазерный луч. Затем по этим координатам с помощью компьютера устанавливается форма объекта.

Новая система предназначена для таких применений, как неконтактное распознавание деталей на производственных линиях, и содержит маломощный лазер, луч которого сканирует объект под управлением компьютера. Каждую секунду система вычисляет около 2*105 трехмерных координат световых пятен на поверхности объекта. Для детального распознавания объекта размером 10*10*10 см любой формы системе требуется всего 0,2 с. Объект может иметь длину от нескольких миллиметров до примерно 10 см.

Новая система решает многие проблемы, характерные для обычных схем обработки изображения, обусловленные недостаточной гибкостью, сравнительно малым быстродействием, а также влиянием контрастности поверхностей, и поэтому открывает возможности для некоторых новых приложений. «Мы убеждены в том, что бескамерное трехмерное координатное сканирование и распознавание объектов внесут существенный вклад в технологию автоматизации производства»,— сказал Деменс.

Система фирмы Siemens определяет форму объекта, например этого ферритового сердечника, при помощи лазера и компьютера.
Система фирмы Siemens определяет форму объекта, например этого ферритового сердечника, при помощи лазера и компьютера.

Фирма полагает, что ее новая система сможет хорошо работать в системах автоматизированного проектирования, поскольку позволяет быстро распознавать объект посредством определения некоторых его характерных особенностей и сравнения их с данными, хранящимися в памяти. В робототехнике этот метод может быть использован для автоматизированного манипулирования деталями и их контроля. На автоматизированных линиях сборки электронного оборудования эта система позволит контролировать правильность монтажа компонентов. Фирма Siemens уже приступила к аппаратной реализации устройств — первоначально для внутреннего использования.

Деменс говорит, что мюнхенская фирма не единственная, работающая над созданием бескамерного оборудования для распознавания трехмерных объектов. В осведомленных кругах одним из соперников фирмы Siemens называют японскую фирму Hitachi Ltd., но также известно, что ряд лабораторий во Франции и США разрабатывают подобные изделия. Однако Деменс утверждает, что его группа ближе других подошла к практическим приложениям.

Система, основанная на применении лазера, позволяет преодолеть основной недостаток камеры, используемой наподобие человеческого глаза. Как поясняет Деменс, ТВ-камера, подобно глазу, воспринимает изображение с двухмерным распределением яркости. Однако при автоматизированном производстве главный интерес представляет не яркость объекта, а его форма, размеры и положение. Человеческий мозг позволяет легко извлечь все это из информации о распределении яркости. Добиться же этого от искусственной системы очень трудно.

Система фирмы Siemens «думает», исходя из непосредственного восприятия координат поверхности детали и осуществляя распознавание образа в пространственной области, что идеально для компьютерных операций. Таким образом, в отличие от систем, основанных на использовании камеры, система фирмы Siemens нечувствительна к условиям окружающей освещенности и оптическим характеристикам поверхности объекта. Она нечувствительна также к изменениям контрастности поверхности, отражательная способность отдельных участков которой может варьировать в пределах 2000:1.

Для решения задачи определения координат группа обратилась к давно известному принципу измерения — триангуляции. Поверхность объекта освещается последовательно участок за участком с одного направления, а каждое освещенное пятно воспринимается с другого. Световые пятна в действующей установке создаются 20-мВт гелий-неоновым лазером. Зеркало отклоняет луч таким образом, что он сканирует объект перпендикулярно направлению его движения, определяя таким образом координаты x и y. Позиционно-чувствительное устройство определяет координату z. По совокупности всех этих координат компьютер определяет форму объекта [р.34].

Джон Гош

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 60, No.20 (778), 1987г - пер. с англ. М.: Мир, 1987, стр.8

Electronics Vol.60 No.20 October 1, 1987 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Системы распознавания образов





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Siemens/A19880203Elc006.shtml