INTEGRACIÓN DE LA VISIÓN ARTIFICIAL EN EL CONTROL INDUSTRIAL 19-NOVIEMBRE-2008 IES SAN JUAN-DONIBANE

PROYECTOS INNOVACIÓN DOS PROYECTOS ¿PROBLEMA? Solución Hardware Uno instalado ya en la empresa y funcionando correctamente. Visión en blanco y negro El otro, en desarrollo. Visión color. ¿PROBLEMA? Solución Hardware Solución Software Conclusiones IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas PARTICIPANTES: GOBIERNO DE NAVARRA (Dpto. EDUCACIÓN) FLUITECNIK HERACLIO FOURNIER IES SAN JUAN-DONIBANE IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas PROBLEMA Se necesita saber el número de cartas que hay en cada baraja. Las barajas pasan por una cinta a un ritmo de un segundo (No crítico en el tiempo). Hay que expulsar la baraja que no tenga el nº establecido de cartas. Hay muchos tipos de barajas (PVC, cartón, con impresión hasta el borde,…) IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas PROBLEMA Las barajas vienen envueltas con celofán y esto produce muchos brillos indeseados. Por necesidad, se lee el lado corto de la baraja. Se desea poder guardar las imágenes con barajas que no tengan el número exacto. El interface con el usuario tiene que ser robusto (no ratón=>pantalla táctil). IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas SOLUCIÓN HARDWARE Para contar no se necesita color. Se coloca una cámara en blanco y negro (DVT 535). No se pudo implementar el algoritmo de contaje en la propia cámara (tiempos de programa mayor de 1,6 seg.) => necesidad de un PC. Calcular la lente y distancias apropiadas IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas SOLUCIÓN HARDWARE IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas 24 V INTERFACE DVT EXPULSOR SENSOR INDUCTIVO CAMARA DVT 535 SCRIPT1 SCRIPT2 PRODUCT1 PC AxSID.exe FOURNIER.exe ILUMINACIÓN PLD1302 Vca Ethernet 169.254.118.88 CUADRO Cable cruzado Cable DVT SOLUCIÓN HARDWARE IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas SOLUCIÓN HARDWARE CAMARA DVT 535 Dirección IP: 169.254.118.88 Hay que grabar en su memoria flash el script1 Hay que grabar en su memoria flash el script2 Hay que crear un Product1 con 350 ms en trigger delay en la adquisición de la imagen. En este Product1 hay que anular el disparo de la iluminación de la propia cámara. Por último hay que activar Product1 para que se ejecute siempre al conectar la cámara. Utilizar el programa de DVT intellect 1.3.0 para realizar las anteriores operaciones. PC Ordenador de doble núcleo con tarjeta de red y preferentemente pantalla táctil. Hay que instalar un Active X mediante el ejecutable AxSID.exe. Hay que copiar en el escritorio la aplicación FOURNIER.exe. Cuando todo esté preparado (tanto hardware como el software) hay que ejecutar FOURNIER.exe. ILUMINACIÓN Tipo PLD 1302 SENSOR INDUCTIVO Sensor inductivo encargado del disparo de la cámara DVT. Está conectado a una entrada del INTERFACE DVT, que es configurable. EXPULSOR Cilindro neumático activado con una electroválvula. La electroválvula se conecta a una salida del INTERFACE DVT, que es configurable. IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas SOLUCIÓN SOFTWARE Determinar perfiles de la imagen de la baraja Realizar algoritmos para cada tipo de baraja Realizar algoritmo de máximos o mínimos relativos para contar las cartas. Realizar filtros de paso bajo (Butterworth) para reducir los ruidos del perfil. Realizar la FFT (transformada rápida de fourier no de “fournier”) para calcular la frecuencia principal de perfil =>estimar anchura. IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas SOLUCIÓN SOFTWARE Explicar el programa de Fournier de contaje Ver tipos de cartas y sus perfiles Ver vídeo del sistema instalado www.iesdonibane.com/innovacion2006 IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 1: Contaje de cartas CONCLUSIONES El sistema por peso y por espesor instalado al principio no funcionaba. Este sistema de visión funciona correctamente y es robusto. Incluso con barajas de impresión azul y roja hasta el borde, el sistema funciona correctamente. Se mando el sistema a la casa matriz de EEUU. Se va a instalar en otras máquinas en Fournier. IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos PARTICIPANTES: GOBIERNO DE NAVARRA (Dpto. EDUCACIÓN) HERACLIO FOURNIER IES SAN JUAN-DONIBANE IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos PROBLEMA Los pliegos son el material donde se imprimen las cartas. Los pliegos tienen una anchura aproximada de 1 metro. Hay que detectar fallos en la impresión de los pliegos por un lado (parte reverso) Varios tipos de fallos: marcas, manchas, pelusas, diferencia de color, … La velocidad de salida de los pliegos es de 1 metro por segundo (aproximadamente). IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos PROBLEMA Crítico en el tiempo. Se necesita un sistema de visión a color. La velocidad de tratamiento será brutal (alrededor de 200 MB/s). Por lo tanto las exigencias hardware y software serán muy altas. IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos PROBLEMA Se atacará el problema desde 3 frentes: SISTEMA FUERA DE LÍNEA (OFF-LINE) CON TODOS LOS PLIEGOS SE ESCANEARÁ TODOS LOS PLIEGOS YA IMPRESOS SITUADOS EN UN PALET. SISTEMA FUERA DE LÍNEA (OFF-LINE) CON MUESTREO DE LA LÍNEA SE SACA UN PLIEGO CADA X SEGUNDOS Y SE ESCANEA. SE UTILIZARÁ LA ESTADISTICA PARA CONSEGUIR UN PORCENTAJE ADECUADO Y PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE MUESTRAS SISTEMA EN LÍNEA (ON-LINE) SE ESCANEARÁ LOS PRIEGLOS CONFORME SALEN DE LA MÁQUINA DE IMPRESIÓN (TRATAMIENTO DE UNOS 200 MB/SEGUNDO) IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos SOLUCIÓN HARDWARE Se necesita cámara de color. Tendrá que tener mucha resolución y ser muy rápida (sobre todo para el escaneo on-line). La cámara tendrá que tratar bien el color verdadero y => muy buena iluminación. Se colocará sistema robotizado, expulsores, ejes controlados para la selección de pliegos, carga-descarga, … IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos SOLUCIÓN HARDWARE Para el tratamiento se utilizará un PC, varios PC trabajando en paralelo, tarjetas especificas, sistemas embebidos,… IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos SOLUCIÓN HARDWARE IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos SOLUCIÓN SOFTWARE Algoritmos de COMPARACIÓN DE IMÁGENES. Algoritmos de COMPARACIÓN DE COLOR. Algoritmos de filtraje de imágenes. Tratamiento en paralelo y sincronización en la ejecución de partes de programa. IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos SOLUCIÓN SOFTWARE Ver el programa de comparador de imágenes. Ver los perfiles de los fallos de cada color. Ver en tres dimensiones los fallos. IES SAN JUAN-DONIBANE

Proyecto 2: Detección fallos en pliegos CONCLUSIONES Es un problema de complejidad en el tiempo (hay que hacer las cosas muy rápido y por tanto puede haber un reparto de tiempo en la ejecución de algoritmos – tratamiento paralelo). Los algoritmos de detección de marcas, tonos, colores,… pueden ser sencillos. Necesidad de cámaras de altas prestaciones en cuanto a rapidez y resolución IES SAN JUAN-DONIBANE

PROYECTO INNOVACIÓN 2008 CONCLUSIONES GENERALES Importancia del PC en temas de visión de alto procesamiento. Importancia de la programación en paralelo. En visión hay cosas hechas pero está casi todo por hacer. Están bajando mucho los precios de cámaras, tarjetas, … Desde el IES SAN JUAN-DONIBANE se va a potenciar binomio visión-robótica junto con comunicaciones industriales. IES SAN JUAN-DONIBANE

MUCHAS GRACIAS PROYECTO INNOVACIÓN 2008 CONCLUSIONES GENERALES Se puede seguir estos proyectos desde: www.iesdonibane.com El material de esta conferencia se encuentra también en dicha página. Y … MUCHAS GRACIAS IES SAN JUAN-DONIBANE