Zpracování obrazu v průmyslu

Zpracování obrazu v průmyslu

Nabídka systémů pro zpracování obrazu je mimořádně pestrá, neboť v různých aplikacích jsou na tyto systémy kladeny různé nároky. Sortiment proto zahrnuje jednoduché a levné senzory s omezeným souborem funkcí i špičkové, technicky vyspělé a nákladné systémy. Uživatel stojí před problémem, jak najít pro svůj úkol optimální řešení.

Z hlediska výkonnosti, pružnosti a užitných vlastností lze současné systémy pro zpracování obrazu rozdělit do pěti kategorií:

• systémy na bázi průmyslových počítačů (IPC),
• kompaktní průmyslová PC specializovaná na zpracování obrazu,
• kompaktní měřicí systémy,
• kamery s integrovaným procesorem (inteligentní kamery),
• jednoduché optické snímače.

Systémy na bázi IPC

Největší část současných systémů zpracování obrazu pracuje na bázi IPC a profituje z trvalého růstu výkonu počítačové techniky při jejích klesajících cenách. Kromě toho mají počítače PC k dispozici množství rozhraní vhodných pro přenos obrazu: Ethernet, Fire-Wire, USB. IPC určené pro zpracování obrazu v sobě spojují spolehlivost průmyslových počítačů a výkonnost multimediálních sestav. Ve srovnání s ostatními systémy jsou systémy na bázi IPC nejpružnější – uživatel může programové i technické prostředky vybírat z široké nabídky na trhu.

Kompaktní PC specializovaná na zpracování obrazu

Kompaktní průmyslová PC se od běžných PC značně liší. Příkladem mohou být tzv. kompaktní obrazové stanice (Compact Image Stations) od firmy Stemmer. Například varianta s Fire-Wire (IEEE 1394) umožňuje připojit kamery s komunikací podle této normy. Její rozměry jsou pouze 146 × 41 × 160 mm. Poněkud větší varianta (177 × 70 × 229 mm) má volný slot PCI pro analogovou nebo digitální kartu. K takovému počítači lze připojit i kamery komunikující jiným protokolem než Fire-Wire. Obě varianty pracují s operačním systémem Microsoft Windows 2000, popř. XP Professional, mají procesor s taktovacím kmitočtem 800 MHz a v základní variantě SRAM 256 MB.

Kompaktní měřicí systémy

Kompaktní měřicí systémy dodává např. americká firma IPD. Její systém VA-10 se vyznačuje především intuitivním grafickým ovládáním a je určen i těm uživatelům, kteří nemají se zpracováním obrazu velké zkušenosti. Přímo v jednotce jsou integrována rozhraní pro Ethernet, digitální vstupy a výstupy a RS-232.

Kamery s integrovaným procesorem

Kamery s integrovaným procesorem se nazývají také inteligentní kamery. V kameře může být klasický procesor PC, procesor Power PC nebo signálový procesor DSP. Společným znakem těchto kamer je, že data ze senzorů jsou ještě v kameře zpracovávána a výstupem jsou výsledky analýzy obrazu.

Inteligentní kamera Think Eye firmy Stemmer pracuje s integrovaným výkonným PC, které umožňuje sejmutí a vyhodnocení až třiceti obrázků za sekundu. Pouzdro o rozměrech jen 39 × 39 × 122 mm má krytí IP65. Se zdrojem 24 V je toto zařízení vhodné do drsného průmyslového prostředí. Kamera má rozhraní RS-232, RS-485, Ethernet a digitální I/O. Pro zpracování obrazu používá software CVB (Common Vision Blox).

Inteligentní kamery DVT se vyznačují velkou modularitou. V sortimentu firmy jsou monochromatické i barevné kamery s různým rozlišením. Všechny používají software FrameWork a jejich parametry jsou snadno nastavitelné i bez znalosti programování. Rozhraní jsou přizpůsobena průmyslovým podmínkám. Firma DVT dodává i specializované kamery, např. pro rozpoznávání čárových kódů (obr. 1), nápisů nebo pro spektrální analýzu.

Mezi početnými evropskými výrobci digitálních kamer je třeba ještě jmenovat firmu Wenglor. Její špičková kamera BVK001 snímá až třicet obrázků za sekundu při rozlišení 640 × 480 obrazových bodů. K dispozici jsou tři druhy osvětlení. Kameru lze použít pro analýzu barev a rozpoznávání polohy a hran (obr. 2).

Tam, kde je nutné velmi rychlé snímání, se uplatní kamery Mikrotron MC 1310 s 500 snímky za sekundu při rozlišení 1 280 × 1 024 obrazových bodů nebo až se 4 000 snímky za sekundu při menším rozlišení. Kamery Mikrotron patří k nejrychlejším na evropském trhu.

Jednoduché optické snímače

Výrobou jednoduchých optických snímačů se zabývají desítky výrobců. Lze vyzvednout např. snímač VS 110 firmy Siemens, mj. oceněný zlatou medailí na MSV 2002. Snímač je určen pro jednoduchou kontrolu tvaru malých dílců (dobrý – špatný), např. na vstupu montážních automatů. Snímací hlava má krytí IP65. Díky infračervenému osvětlovači není systém citlivý na denní světlo. Snímač dokáže vyhodnotit až 25 obrázků za sekundu.

Gustav Holub