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机器视觉系统对物体进行计数、识别和验证
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2018-06-06 14:42:15来源: 中国视觉网

    消费者驱动的相机技术进步正在推动更广泛的供应链质量和精度的提高。其中一个结果是商用现货(COTS)相机传感器从未如此强大或更实惠,并且引起了制造商及其专注于工业自动化的设备供应商的关注。
    COTS和开源已经戏剧性地改变了竞争环境,为任何行业的几乎所有原始设备制造商(OEM)提供了改善设备设计,设备控制和运营结果的机会,同时提高了准确性,质量和运营成本。

    例如,当一家高速物体计数器制造商需要改进其设备时,该公司的工程师决定从智能相机供应商部署一个传统的通用机器视觉系统,成本为每件5,000美元至10,000美元,另外还有软件许可证费用对于其大批量应用程序而言将是价格过高的。
    这就是为什么为了节省大量成本,他们与EmbedTek的工程师合作开发了一个使用COTS摄像头传感器和组件以及开源软件(图1)的机器视觉系统。
    “一台每秒可拍摄240幅画面的高速相机只能用于工业级,并且与4位数的价格标签相关联。但是现在,同样的技术可以通过现成的方式获得数百美元,“EmbedTek总裁兼首席技术官Kent Tabor解释道。 “我们将COTS相机传感器和组件与我们已建立的计算机和集成显示器产品线结合起来,并能够将一年的研发过程变为6-8周的快速原型制作流程,从而更快地解决客户设计挑战“。
    新一代计数解决方案的成本仅为每单位数百美元,而完整应用程序的数千美元不需要软件许可费,这不仅节省了OEM资金,还提供了升级和迁移计划的解决方案开始时通过适应整个供应链的生命周期管理程序。
    以前,物体计数技术采用激光,依靠激光束的中断来识别物体何时出现进行计数。但是,这种方法的缺点是,如果两个物体同时中断激光束,它们将被视为一个。所以,为了确保计数精度,操作员必须将物体手动送入机器。
    立即想到视觉系统作为提高速度的解决方案,但物体尺寸,形状和旋转的可变性会降低准确性。然而,通过使用安森美半导体,索尼,意法半导体(日内瓦,瑞士)等供应商的COTS相机传感器, 和Teledyne e2V,以及来自各种LED供应商的不同LED,以及来自不同供应商的COTS镜头和滤波器组件,如Navitar,EmbedTek团队经过几轮使用和开源软件的反复试验,能够设计和优化柜台内部全新的环境。

    在每幅图像中,左下框是相机看到的原始图像。左上方框是原始图像,红线包围正在计数的对象。中间的顶部框架是对象的二进制视图。右上角的框是彩色编码视图。右下框是对象的轮廓。
根据Tabor的说法,转换到相机传感器不仅可以改善物体计数,还可以通过存储所分配物品的视觉证据来识别和验证各种高度调节的物体(图2)。

    在操作过程中,该过程从操作员填充计数器的区域开始,然后进给机构管理物体掉落的速度。馈送机制还触发运动激活的照相机和照明系统。
    偏振滤光片和闪光灯照明与相机的帧速度同步,以确保亮度和清晰度,这是区分物体时所必需的,因为它们以各种方式呈现。一旦图像被捕获,软件解释图像和算法消除不准确性。
    “我们的客户现在可以为他们的客户提供依靠快速,准确和经过验证的计数的解决方案,这种解决方案不仅确保质量,而且可以记录每次计数会话,以便他们需要审核库存或生产过程时,”   Tabor解释说。 “这个视觉系统和专门的照明环境使得下一代技术成为可能,而不会牺牲制造成本或大幅增加最终用户投资。”
    EmbedTek工程师们喜欢的一个开源平台是开源计算机视觉库,这是一个开源计算机视觉和机器学习软件库,提供C / C ++,Python和Java接口,以及支持Windows,Linux,Mac OS,iOS和Android操作系统。
    “OpenCV的建立是为了适应多核处理的计算能力。它的异构计算平台使其可用于从平面设计到军事行动和机器人等各种应用,“塔博尔说。 “大约80%的工作是通过开源软件为我们完成的。随着社区的不断发展和壮大,它提供了更多的机制,使我们,工程师能够获得更好的算法,更快的性能以及更多的工具。然后,我们花费剩下的20%重构,重新设计和磨练不同的方面来定制我们使用的软件。

 

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