Приложения на системи за компютърно зрение


Категория на документа: Информатика


 Приложения на системи за компютърно зрение

Приложения на системи за компютърно зрение

Като всяка авангардна технология компютърното зрение първоначално намира приложения в космическата и военната техника. Визуални системи се използват широко в изкуствените спътници както за наблюдение на далечни, много слабо излъчващи космически обекти, така и за наблюдение на обекти върху земната повърхност. Например, въз основа на информацията, събирана от спътници с помощта на визуални сензори, се формират синоптични карти и се правят прогнози за времето. Във военната техника използването на системи за компютърно зрение е изключително многообразно. Такива системи се монтират в спътници, самолети и дори в артилерийски снаряди. Използват се и за водене и ориентиране на управляеми ракети, за откриване и идентификация на различни обекти, цели и др. Компютърното зрение широко се използва в криминалистиката за създаване на системи за разпознаване на отпечатъци от пръсти, на фотопортрети, снимки и др.

В медицината компютърното зрение намира все по-голямо приложение в различни системи за диагностика, за изследване състава на серуми, проби и др.

Сравнително отдавна датира приложението на визуални системи за оценка на качеството на разнообразни промишлени и селскостопански продукти. В литературата са описани огромен брой приложения, свързани с оценяване на геометрични параметри, форма, цветови характеристики, текстура на повърхността и други признаци, въз основа на които се определя качеството на детайли, продукти и изделия.

Сравнително по-нова област на приложение на системи за компютърно зрение представляват системите за визуална инспекция на платки с повърхностен монтаж на електронните елементи. В технологичния процес при SMD монтажа на платки има три основни етапа.

Първият етап е свързан с нанасяна на калаена паста върху определени зони от голата платка. В резултат на редица причини при нанасянето на калаената паста е възможно да възникнат следните основни грешки:

- липса на паста в определена зона;

- количеството на пастата в дадена зона е недостатъчно;

- калаената паста е нанесена в област, отместена спрямо предвидената за целта зона;

- пастата излиза извън границите на зоната;

- вследствие разливането на пастата има твърде голямо доближаване на съседни зони с паста;

- в резултат на различни причини има възниква сливане на съседни зони с паста;

За осигуряване на качествен монтаж на елементите е необходимо посочените грешки предварително да бъдат открити, идентифицирани и отстранени.

За отделяне на зоните с калаена паста могат да бъдат използвани различни подходи. Необходимо е да бъдат намерени такива признаци на пикселите от калаените зони, които еднозначно да определят тяхната принадлежност към разглежданите зони. Ефективното отделяне на зоните с калаена паста може да стане въз основа на цветови или текстурни признаци. Технологията е следната: в режим на обучение на системата за конкретен вид платка върху нейното цветно изображение се маркира неголяма област, разположена върху зона с калаена паста. В тази област се анализират цветовите характеристики на всеки от пикселите (R, G, B компонентите на всеки пиксел). Установяват се диапазоните на изменение на трите цветови стимула. След това се определят стойностите на RGB компонентите за всички пиксели в изображението. Отделят се тези от пикселите, за които RGB компонентите попадат в установените вече диапазони, т.е. чиито цветови характеристики съответстват на цветовите характеристики на пикселите от зоните с калаена паста. След отделянето на тези пиксели се преминава към бинаризиране на изображението. За подобряване на качеството на бинарното изображение се прилагат допълнителни процедури като филтрация, морфологични трансформации със структурен елемент (дилатация, ерозия) и др.

След отделяне на зоните с калаена паста се преминава към анализ на топологичните характеристики на тези зони и сравняването им с еталонни такива. Като еталон може да се използва или шаблонът, чрез който се нанася пастата върху голата платка, или платка с добре нанесена паста. Описаният тест за правилно нанасяне на калаената паста се прилага за всяка от платките от дадена партида, след което се преминава към втория етап от технологичния процес.

Вторият етап е свързан с поставяне на елементите върху платката с нанесени върху нея зони с калаена паста. Всеки от елементите трябва да има точно определена позиция и ориентация върху платката така, че метализираните пръстени, области или крачета от елементите да съвпадат със съответните зони с калаена паста на платката. Поставянето на елементите върху платката се извършва автоматично посредством роботизирани монтажни модули.

При поставянето на елементите върху платката могат да възникнат редица грешки, като:

- липса на елемент върху дадена позиция;

- недопустимо отместване или завъртане на елемент спрямо еталонното му разположение;

- неправилна ориентация на краищата на елемента (обръщане);

- недопустимо разливане на калаената паста вследствие поставянето на елемента;

- сливане на близки зони с калаена паста при поставяне на елемента;

Посочените грешки трябва да бъдат идентифицирани посредством системата за визуална инспекция. За целта могат да бъдат използвани различни подходи. Една от ефективните процедури се свежда до следното. Като еталон за обучението на системата се използва в платка с коректно разположени върху нея елементи. Снема се цветното изображение на тази платка. То се сравнява с изображението на същата платка, но без елементи върху нея. В изображението на платката с елементи се отделят всичко нововъзникнали зони на обекти, които липсват в изображението на платката без елементи. Това са зоните на поставените върху платката елементи. Определя се позицията, ориентацията и някои геометрични параметри на периферните контури на нововъзникналите зони. Те дават еталонното разположение и ориентация на елементите върху платката.

След това в рамките на периферния контур на всяка от зоните на елементите се търсят изображения на маркери, щрих-кодове, означения или символи. Определят се позицията, ориентацията и някои характерни признаци на тези изображения. Тези характеристики носят информация за вида и правилната ориентация на елементите върху платката.

Всяка нова платка с разположени върху нея елементи се тества за идентифициране на евентуално възникнали грешки при поставяне на елементите. Снема се изображението на платката, отделят се зоните на елементите, определя се позицията и ориентацията на периферните контури на тези зони. Те се сравняват с еталонното разположение и ориентация, установени по еталонната платка. Възникналите недопустими отклонения се маркират. След това се определят положението, ориентацията и характерните признаци на изображенията на маркерите, щрих-кодовете, означенията или символите, намиращи се в рамките на периферните контури на всяка от зоните и се сравняват с еталонните. При несъответствие се извежда съобщение за съответна грешка.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Приложения на системи за компютърно зрение 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.