Проектирование систем машинного зрения

Успех внедрения системы машинного зрения определяется не только алгоритмами анализа, но, в первую очередь, корректностью получения исходного изображения. Ошибки в выборе оборудования на этапе проектирования - камер, оптики, освещения - не могут быть полностью устранены программными средствами.

ООО "НПП РИЦ" осуществляет полный цикл проектирования систем машинного зрения, где глубокие знания в области промышленной автоматизации, оптики и светотехники сочетаются с экспертизой в программировании. Наша задача - не допустить нестабильности работы, ложным срабатываниям и, как следствие, к прямым финансовым потерям. Проектирование такой системы требует комплексного моделирования и охватывает спектр инженерных компетенций.

Ключевые аспекты проектирования систем машинного зрения

1. Анализ задачи и моделирование:

   • Детальное определение цели системы: измерение, идентификация, обнаружение дефектов, позиционирование.
   • Моделирование условий работы: анализ доступного пространства, вибраций, внешней засветки, характеристик объекта (размер, скорость, материал, контрастность).
   • Создание цифровой модели или проведение натурных тестов для предварительной проверки концепции.

2. Проектирование аппаратной части - основа стабильности:

   • Выбор камеры: Расчет необходимого разрешения (с учетом точности измерений), типа сенсора (CMOS, CCD), скоростных характеристик (частота кадров), интерфейса подключения (GigE Vision, USB3 Vision).
   • Подбор объектива: Расчет фокусного расстояния, глубины резкости, рабочего расстояния. Учет необходимости использования фильтров (поляризационных, спектральных).
   • Проектирование системы освещения: Критически важный этап. Выбор типа освещения (кольцевое, темное поле, яркое поле, структурированный свет), его цвета, интенсивности и геометрии для максимального выделения нужных признаков объекта.

3. Разработка программно-алгоритмической части:

   • Выбор платформы для обработки изображений (стандартные библиотеки OpenCV, промышленные платформы типа Halcon, VisionPro, или специализированные ПО).
   • Проектирование архитектуры ПО: от захвата изображения и его предобработки (фильтрация, бинаризация) до выполнения алгоритмов анализа и передачи результатов в верхний уровень АСУ ТП (например, в SCADA или PLC).
   • Проектирование интерфейса оператора для настройки параметров, отладки и просмотра результатов.

Области применения проектируемых нами систем

• Контроль качества продукции (обнаружение сколов, царапин, отсутствия компонентов).
• Точные измерения геометрических размеров.
• Считывание штрихкодов, DataMatrix, OCR (оптическое распознавание символов).
• Роботизированное наведение (Guidance) и позиционирование.
• Подсчет объектов, контроль наличия и положения.

Преимущества проектирования в ООО "НПП РИЦ"

• Полный цикл компетенций: Мы объединяем в проектной работе специалистов по АСУ ТП, инженеров-оптиков, программистов нижнего (PLC) и верхнего (SCADA/HMI) уровня. Это обеспечивает неразрывность цикла от идеи до интеграции в действующее производство.
• Акцент на физику процесса: Наше проектирование начинается не с ПО, а с анализа объекта и условий съемки, что гарантирует получение качественного исходного изображения для анализа.
• Аппаратно-ориентированный подход: Глубокое понимание оборудования ведущих вендоров (Basler, Allied Vision, Cognex, Keyence, Computar и др.) позволяет выбрать оптимальную и экономичную конфигурацию.
• Собственное производство и интеграция: Возможность проектирования и изготовления шкафов управления для системы, включая монтаж компонентов, коммутацию и электропитание.

Результат: Комплект проектной документации, включающий схемы размещения, спецификации на оборудование (камеры, объективы, свет, вычислительные блоки), электрические схемы подключения, а также архитектуру ПО, необходимое для создания надежной и точной системы технического зрения.