ЖУРНАЛ «СТА» 4/2018

основой для автоматического управле- ния промышленными роботами, также они инспектируют сварные швы, по- верхности блоков цилиндров, окрашен- ные кузова и прочие элементы на нали- чие дефектов. Методы технического зрения приме- нимы не только к видимой части спек- тра. В пищевой промышленности для контроля температурных режимов, степени готовности продукции, запол- нения ею упаковки, а также контроля работоспособности духового оборудо- вания применяются системы с теплови- зорами. Н АСКОЛЬКО НАДЁЖНО ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ ? Техническое зрение даёт лучшие по- казатели работы, если при проектиро- вании проведены следующие меро- приятия и учтены перечисленные фак- торы: ● освещение сцены яркое и не искажа- ет цвета; ● камера подобрана и калибрована под размеры объекта и расстояние до него; ● обеспечено достаточное при рабочей скорости движения конвейера бы- стродействие системы; ● программное обеспечение оптималь- но настроено; ● произведена синхронизация отдель- ных частей и интеграция в систему управления; ● при необходимости классификации для обучения использована большая выборка изделий (может достигать десятков тысяч); ● проведено тестирование. При таком подходе во многих случаях точность инспекции изделий может при- ближаться к 100%. С РЕДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ Любая система технического зрения включает в себя следующие компоненты: ● одна или несколько камер с оптикой; ● центр обработки поступающей с ка- мер информации – вычислительная платформа; ● программное обеспечение; ● каналы связи; ● источники света и средства управле- ния ими (опционально). В решении локальных типовых задач, достаточно простых и не требующих комплексного подхода, часто исполь- зуются датчики технического зрения, сочетающие в одном корпусе все пере- численные компоненты. Программное обеспечение таких датчиков включает в себя множество функций: обнаружение объектов, измерение размеров, сравне- ние с шаблоном, считывание марки- ровки, штрих-кодов и QR-кодов и дру- гие. Они компактны, имеют средства коммуникации со сторонним оборудо- ванием и программными системами, поддерживают большинство распро- странённых протоколов, таких как Profinet, PROFIBUS, Modbus, OPC, TCP, UDP, FTP и другие. Наличие дис- кретных выходов делает возможным управление исполнительными механиз- мами без участия контроллера, напри- мер при отбраковке [1]. Для специфических и комплексных задач могут потребоваться классиче- ские системы технического зрения с персональным компьютером в качест- ве мощной вычислительной платфор- мы. Компьютеры Advantech серии AIIS оснащены процессором 6-го поколения Intel Core или Celeron SoC (System-on- a-Chip) и обеспечивают высокую про- изводительность в задачах обработки изображений и просчёте алгоритмов управления. Наличие множества пор- тов ввода/вывода PoE или USB 3.0 де- лает их совместимыми с самыми совре- менными интерфейсами промышлен- ных видеокамер. Рассмотрим эти ин- терфейсы. С ТАНДАРТИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ Первые шаги в любой перспективной области часто приводят к возникнове- нию множества разных решений. В ре- зультате при использовании разработ- чиками или производителями различ- ных подходов большинство выработан- ных решений плохо согласуются между собой. Цель стандартизации интерфей- сов систем технического зрения состоит в применении единообразных правил построения архитектуры обмена дан- ными и предотвращении тем самым распространения несовместимых ак- сессуаров и фирменных решений от- дельных производителей, сбивающих с толку потребителей. GigE Vision Ассоциация Advanced Imaging Association (AIA) разработала интер- фейс видеокамер для систем машинно- го зрения GigE Vision на основе стан- дартного гигабитного Ethernet (GigE). Передача изображения по Ethernet дав- но практикуется, например, в системах безопасности и видеонаблюдения, но здесь задержка изображения в несколь- ко секунд при передаче большого объё- ма данных не критична. Стандарт GigE Vision определяет методы передачи изображений и управляющих сигна- лов между камерами и компьютера- ми, обеспечивающие задержку изобра- жения менее 100 мс. GigE Vision позво- ляет использовать все преимущества Ethernet и сделать совместимым видео- оборудование систем машинного зре- ния разных производителей. Также от- падает необходимость в использовании специальных кабелей и фрейм-граббе- ров [2]. Стоит отметить главные преимуще- ства видеокамер с интерфейсом GigE Vision: ● не требуется дополнительное обору- дование для работы со скоростной камерой; ● благодаря высокой пропускной спо- собности GigE возможно передавать с видеокамер даже несжатые данные большого объёма в режиме реального времени, в том числе на несколько компьютеров; ● GigE позволяет располагать камеры на расстоянии до 100 метров от цент- ра сбора данных при использовании кабеля пятой категории (CAT5е); при необходимости расстояние увеличи- вается при помощи повторителей или оптики; ● кабели пятой (CAT5e) и шестой (CAT6) категории всегда есть в нали- чии и доступны по цене, допускают прокладку на улице и в промышлен- ных помещениях; ● электропитание камеры GigE можно подавать по кабелю передачи данных с использованием технологии Power over Ethernet (PoE); ● GigE Vision работает со стандартным сетевым оборудованием, что позво- ляет строить системы технического зрения на базе существующей сетевой инфраструктуры. Первая версия стандарта GigE Vision (v. 1.0) включает следующие основные элементы: ● Device Discovery Mechanism – меха- низм, определяющий правила полу- чения камерой IP-адреса и взаимо- действие со сторонним программным обеспечением. ● GigE Vision Control Protocol (GVCP) – протокол управления, определяю- щий методы управления и конфигу- рирования камер, параметры кана- лов управления и передачи данных и механизмы отправки изображений ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А СТА 4/2018 59 www.cta.ru