Aktuální vydání

celé číslo

05

2020

snímače teploty

celé číslo

Kompaktní systém pro zpracování obrazu

číslo 5/2004

Kompaktní systém pro zpracování obrazu

Firma National Instruments uvedla na trh nový produkt, který umožní využít zpracování obrazu a vizuální kontrolu i v úlohách a prostředích, kam zařadit PC není vhodné.

Compact Vision System CVS-1454 (obr. 1) je průmyslový kompaktní systém pro snímání a zpracování obrazu v reálném čase, který je svým odolným provedením již předem určen k použití i v prašném nebo jinak znečištěném prostředí. Je vybaven velkým množstvím vstupů a výstupů pro komunikaci s okolními zařízeními. Po sběrnici FireWire (IEEE 1394) k němu lze připojit až tři kamery. V současné době je k dispozici široká nabídka více než 40 typů kamer různých provedení. Ta se od sebe liší funkcí (černobílá/barevná), výkonem (rychlost a rozlišení) a cenou. Na rozdíl od jednoúčelových kamerových senzorů si tak může každý zájemce vybrat optimální kameru pro svoji potřebu. Protože lze připojit až tři kamery současně, u složitějších aplikací prudce klesají náklady.

Obr. 1.

Zařízení má dostatečně výkonný procesor, 128 MB paměti RAM a 32 MB paměti flash, přičemž je možné trvale uložit i několik testovacích programů.

Systém CVS-1454 má stejné rozměry (102 × 127 × 64 mm) jako nová verze distribuovaného systému vstupů a výstupů Compact FieldPoint, představená loni na podzim. Rozhraní CVS-1454 i systému FieldPoint (Ethernet, RS-232 nebo binární I/O) lze využít pro vzájemnou výměnu dat nebo pro vzdálenou zpětnou vazbu. Přístroj CVS-1454 nemá žádné větrací otvory, pohyblivé části ani ventilátor. Toto provedení zaručuje spolehlivý provoz a bezchybnou funkci v čisté místnosti při kontrole křemíkových destiček, stejně jako při kontrole trámů nařezaných na pile.

Chcete programovat, nebo jen konfigurovat?

Software pro zpracovaní obrazu od firmy National Instruments nabízí uživateli dvě možnosti přístupu. První a jednodušší spočívá v použití intuitivního prostředí programu Vision Builder for Automated Inspection (dále VBAI), druhou možností je využití flexibility a funkcí programovacího jazyka LabVIEW. V prostředí VBAI je programátorské prostředí nahrazeno interaktivními průvodci a funkcemi pro zpracování obrazu, což velmi usnadňuje návrh a vývoj aplikací. Lze zde najít nástroje pro výběr zkoumané oblasti, měření doby trvání inspekce, I/O komunikaci a pro vytvoření uživatelského rozhraní. Ze samotných funkcí pro zpracování obrazu nechybí měření rozměrů, rozhodování o přítomnosti součástky, čtení textu nebo čárových kódů. Vytvořený postup lze automaticky přenést do LabVIEW. Tam je pak možné kód upravit nebo napojit na dříve vytvořené programové struktury.

S použitím vývojového prostředí LabVIEW si uživatel může vytvořit vlastní algoritmus pro zpracování obrazu, optimalizovat aplikaci z hlediska rychlosti nebo využití paměti, vytvořit vlastní uživatelské rozhraní i komplexní ovládání vstupů a výstupů. V prostředí LabVIEW Real-Time je zajištěno deterministické a časově ohraničené chování aplikace. Charakter systémů pro zpracování obrazu obvykle neumožňuje deterministické chování, protože uživatel předem neví, co bude na zkoumaném obraze. Doba trvání funkce totiž závisí nejen na velikosti obrazu, ale i na jeho obsahu. Například analýza obrazu se třemi předměty je určitě rychlejší než analýza obrazu stejné velikosti se sedmi objekty. V LabVIEW Real-Time jsou však funkce pro zpracování obrazu časově ohraničené. Není-li taková funkce dokončena v zadané době, výsledkem testu bude hlášení o výskytu vadného výrobku (FAIL) a aplikace včas začne testovat následující výrobek. Toto chování je velmi užitečné, protože analýza defektního výrobku často trvá mnohem déle než rozpoznání bezchybného. Firma National Instruments tak poskytuje první plně programovatelný produkt pro analýzu obrazu v reálném čase.

Flexibilní připojení a vestavěné I/O

Koncepce CVS-1454 byla navržena s ohledem na všestranné propojení s periferními zařízeními. Funguje s jakoukoliv kamerou s rozhraním FireWire, je-li v souladu s normou IEEE 1394 pro průmyslové kamery zvanou DCAM. Celková rychlost přenosu dat až ze tří kamer je 400 Mb/s. Lze např. vizuálně kontrolovat jeden objekt shora a ze dvou bočních stran současně, bez nutnosti kupovat další dvě jednotky pro zpracování signálu z kamer. Toto řešení šetří nejen peníze, ale i čas nutný pro programování a ladění. Průvodce, který usnadňuje výběr vhodné kamery, lze nalézt na adrese http://www.ni.com/cameras.

Externí zařízení je možné připojit přes 29 digitálních I/O, z nichž část má i optickou izolaci. Celkem patnáct binárních vstupů, kterými zařízení disponuje, lze použít k připojení synchronizačních a spouštěcích signálů, optických závor nebo inkrementálních čidel. Inspekci lze spouštět asynchronním signálem nebo ji synchronizovat např. s rychlostí pásového dopravníku výrobní linky. Čtrnáct disponibilních digitálních výstupních linek může být využito k ovládání relé, řízení zábleskových světel nebo ke generování impulsů. Přes sériové rozhraní RS-232 lze komunikovat s programovatelnými automaty, ovládacími terminály nebo se vzdálenými moduly I/O.

Obraz snímaný kteroukoliv z kamer, včetně informací o zaměření a výsledku testu, může uživatel sledovat na monitoru připojeném na výstup VGA. Druhou možností je sledovat grafický výstup přes Ethernet. Skutečnost, že zařízení má přímý obrazový výstup, značně usnadňuje např. nastavování a zaostřování kamery.

Do aplikace zpracovávající obraz lze jednoduše začlenit systémy pro sběr dat, jako např. PXI nebo Compact FieldPoint. Výhodou je použití jediného vývojového prostředí a kompatibilní rozhraní. Podstatně se tak zjednoduší vývoj aplikace pracující v reálném čase např. v oblasti kontroly, montáže nebo balení produktů.

Odolné provedení a malé rozměry

Kompaktní systém pro zpracování obrazu spolehlivě pracuje při teplotách 0 až 55 °C, což vyhovuje většině průmyslových aplikací.

Absence otvorů i pohyblivých dílů již byla zmíněna. Všechny konektory jsou vybaveny pojistnými šroubky; to zabrání rozpojení kontaktů i při případných otřesech.

Firma National Instruments uvedla na trh další výrobek, který usnadní měření a testování s využitím nejnovějších metod. Díky možnosti výběru softwaru je vhodný pro začátečníky v oboru i pro složité aplikace. Malé rozměry a promyšlená konstrukce zaručují spolehlivý provoz i ve velmi nepříznivém prostředí.

Katalogový list zařízení CVS-1454 na požádání zašle a podrobné informace poskytne pobočka firmy National Instruments v ČR (viz inzerát na následující straně.).

Ing. Radim Štefan,
National Instruments Czech Republic spol. s r. o.

National Instruments Czech Republic spol. s r. o.
Národní třída 19
110 00 Praha 1
Tel.: 224 235 774
Fax: 224 235 749
e-mail: ni.czech@ni.com

Inzerce zpět