Perfil Terminado Vision Artificial

8/16/2019 Perfil Terminado Vision Artificial

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA EINDUSTRIAL

CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y

COMUNICACIONES

DISEÑO DE PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

Nombre : Alex Garcés

Seme!re : Noveno “A”

Fe"#$ : 20-Abril-2015

CAPITULO I

EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN

%&% TEMA:

“Sistema de visión artifcial para la detección de impre!as en "rascos

di " lib ”


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di t "t lib ”

desarrollando nevas aplicaciones en diversos sistemas de control

monitoreo de prodctos drante todas las etapas de prodcción3 42A nivel local existen amplias reas de aplicación de los sistemas de

visión artifcial, con la existencia de empresas /e brindan solciones

desarrolladas en esta rea, adems de cmaras especiali!adas para

el tipo de proceso o sistema /e se desea tener el control3 7on la

emer)ente indstriali!ación de procesos dentro del pas de laprovincia /e compa)inan con el desarrollo de la matri! prodctiva,

se (ace necesario empe!ar a desarrollar solciones para la indstria

con el principal ob.etivo de "ortalecerla (acerla competitiva3 48

%&( DELIMITACIÓN DEL OB)ETO DE LA INVESTIGACIÓN

De*+m+!$"+- .e "o-!e-+.o

/ A .0 + 7 i i


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%&6 )USTIFICACION

$as crecientes necesidades a nivel indstrial de alcan!ar los maoresniveles de calidad, re/eridos para poder competir a nivel nacional e

internacional, (an llevado a las indstrias a bscar solciones ms

efcientes, reempla!ando operarios con sistemas de visión artifcial3

6n pases de primer orden como 6stados nidos, 7(ina, ?sia, etc3 Se

(a amentado la tili!ación adaptación de S&A a la indstria, de

manera /e estos se encentran de na "orma vital dentro de los

mismos, adando al crecimiento desarrollo indstrial3 4@

6l presente tema corresponde a la aplicación de visión mediante el

so de so"t#are :t(on con la ada de libreras como opencv,permite la detección de "rascos con trbiedades e impre!as, esta

parte adems de estar relacionada con n control estético del

prodcto, el principal ob.eto es determinar la existencia de ob.etos

extraos en el contenido del "rasco, de esta manera identifcar las

b t ll t id l d 6 t d


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>elimitar todas las (erramientas necesarias, tanto en (ard#are

como en so"t#are /e permitan al diseador implementar lassolciones de manera "cil dinmica3

>eterminar los re/erimientos técnicos para la implementación

de n sistema de visión artifcial empleando so"t#are libre3

?eali!ar la identifcación de partclas e impre!as en Bidos o

l/idos (omo)éneos dentro de "rascos transparentes con

dimensiones especfcas mediante procesamiento de im)enes

adems de variaciones en la tonalidad del mismo3

CAPITULO II

MARCO TEORICO

'&% ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS

Se (a reali!ado n estdio por parte de Nicols $ópe! :ére! Can Cosé 9oro A)delo acerca de las técnicas de biometra basadas enpatrones "aciales del ser (mano3 >ebido a esto se pede reali!ar la

id if ió i i i d


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, en el cal los ob.etos estnrepresentados en "nción de las di"erentes vistas del mismo, elprincipal ob.etivo de los di"erentes al)oritmos es el de clasifcar lasdi"erentes sbcaras de n ob.eto en n nevo sb espacio, esto esnecesario para entrenar el sistema de detección de caracteres

"aciales de ob.etos34Htro estdio reali!ado por $is Dl!/e! en base al rea dereconocimiento "acial basado en pntos caractersticos de la cara enentornos no controlados, principalmente se en"oca en el desarrollo den sistema atomtico de detección corrección de pntos "acialeslos cales son caractersticos de las personas /e estn mal

enmarcados, mediante la tili!ación de bses de datos controladose incontrolados de libre acceso, de esta manera se reali!a n anlisisde cada no de los ras)os "aciales as desarrollaron experimentosen cada etapa del sistema /e se (a centrado en observar elpotencial del detector del corrector de los pntos "aciales dentro des proecto34I

6l di li d S b i D d l i d


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6l proecto desarrollado por +van 7isneros acerca de n sistema demedición de tallos de :almito tili!ando cmaras con visión artifcial,

reselve la manera tradicional de medición para el pa)o a losproveedores, a /e es necesario la medición de los tallos se)n lacantidad de los mismos se establece la cantidad de pa)o3 6l sistemaad/iere los datos mediante la cmara se visión artifcial con losparmetros calibrados en s entorno de pro)ramación se obtendr lamedida de cada tallo, en el tablero de control se tili!a n plc /e

in)resan las seales di)itales de la cmara controla la bandatransportadora, la in"ormación se transporta mediante na red6t(ernet3 411

6l proecto desarrollado 6ddie Sobrado acerca de n sistema devisión artifcial para el reconocimiento maniplación de ob.etostili!ando n bra!o robótico se en"oca en permitir seleccionar ob.etos

bicados de varias maneras, en el cal el sistema de visión seencar)a de obtener la ima)en, pre procesamiento, se)mentación,extracción de las caractersticas, clasifcación maniplaciónposterior tili!ando el bra!o robot, de esta manera se implementatécnicas de aprendi!a.e atomtico para el sistema de visión atrave!de lo /e son conocidas como redes neronales las cales presentanventa.as "rente a otros métodos tradicionales3


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'&'&%S+!em$ .e V++-'&'&%&% S+!em$ .e 2++- #4m$-o

Sin dda la vista es no de los sentidos ms comple.os especiales/e "orman parte del ser (mano, el cal es capa! de identifcar la"orma, el volmen, los colores, el tamao la lminosidad de lamaora de los ob.etos /e rodean al ser (mano, lo cal es la maorparte de percepción de la persona3415

Fi 1 E t t d l j h [1]


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'&'&%&(Com5$r$"+- +!em$ .e 2++- $r!+8"+$* 9 #4m$-o

;ente de $!K las personas necesitan na cantidad mnima deilminación para identifcar ob.etos a s alrededor al i)al /e lossistemas de visión por comptadora3

Sensores de ima)enK 6l traba.o reali!ado por el iris, las ppilas, laretina, dems en el caso de las personas son emlados mediante latili!ación de na cmara /e tiene lente, sensores, sensores en n

arre)lo de 77>, dems componentes en el caso de las cmaras3

Sistemas de Ad/isiciónK 6n el caso de las personas estas poseen nnervio óptico, /e se encar)a de llevar la in"ormación brindada porlos conos los bastones (acia el cerebro en "orma de plsoseléctricos, en el caso de los sistemas de visión artifcial se encar)ande trans"ormar la in"ormación eléctrica de natrale!a analó)ica en

na seal di)ital para s posterior procesamiento3

:rocesado de la in"ormaciónK en el caso del ser (mano el cerebro esel encar)ado del mane.o de la in"ormación s percepción, adi"erencia de los S&A las comptadoras con ss potentesprocesadores emlan la tarea reali!ada por el cerebro (mano3 41

*+ + . * + + .


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potencialmente nocivos para el personal /e se encentredesarrollando estas actividades3

$os S&A permiten na verifcación de l)ares inaccesibles para losoperarios por e.emplo la detección de ob.etos mediante na cmarain"rarro.a, lo cal es imperceptible a la vista del o.o (mano3


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Sion conocidos como dispositivos de almacenamiento /e seintrod.eron en 1JFJ3 422

'&'&'&%&' C=m$r$ CMOS

$a ar/itectra de estos sensores se basa en n "otodiodo en seriecon n EHS;69, estos sensores son ordenados en "orma de matrices,cada celda es independiente de ss vecinas se pede acceder acada elemento por medio de n decodifcador de flas colmnas3

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'&'&'&( S+!em$ .e +*4m+-$"+-

$os proectores estn en"ocados en n ob.etivo %sistema de lentesconver)ente', /e proecta na ima)en encima de na pantalla,bsicamente interesa /e el amento lateral sea )rande el

problema en los proectores es conse)ir /e el ob.eto esténi"ormemente ilminado3


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+lminación lateralK Se emplea para mostrar detalles /e seencentran en la parte lateral de los ob.etos, pero pede introdcir

e"ectos de sombra

+lminación "rontal axial di"saK Se tili!a en ob.etos indi"erentemente/e estos sean mates o brillantes, pero este método no esrecomendable en espacios redcidos

+lminación coaxialK 9ambién l! di"sa ni"orme, pero la l! se

emite desde el mismo e.e de la cmara, mediante el so de anillos del!3

'&'&( Pre 5ro"e$m+e-!o .e *$ +m$3e-

'&'&(&% Co-2er+- $ e"$*$ .e 3r+e

6n el modelo ?GD, se caracteri!a debido a /e el valor del color ro.oes constante solo varia los valores a!l verde, en el espacio seencentran representados por &L%1,1,1', para poder reali!ar dic(aconversión es necesario reali!ar na proección de cada componentesobre el vector v as determinar el nivel de )ris para dic(o color36stas son "nciones enteras de 40,255, es decir /e cal/ier valorentero entre 0 25 le corresponde n valor de salida entero entre 0


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'&'&6 Pro"e$m+e-!o

6s sin dda el tratamiento de los datos, la detección de bordes,se)mentación, la bs/eda de ciertos patrones como los de color,adems de ser procesamientos di)itales de la ima)en3

'&'&6&% A*3or+!mo .e 5ro"e$m+e-!o b=+"o

6n medida /e se representa las im)enes mediante matrices de

pixeles en "nción de las coordenadas x pertenecen al dominioespacial bidimensional, esto permite reali!ar trans"ormacioneslineales a las im)enes, consideradas matrices a las cales se laspede reali!ar las operaciones bsicas3

'&'&6&' M$!r+"e .e 5ro"e$m+e-!o b=+"o

;iltro GradienteK $os fltros de nitide! se caracteri!an por resaltar losdetalles delicados de na ima)en o me.orar los /e (an sidoatenados por error o por los e"ectos de rido en la ad/isición estdefnido por


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Savi!ado linealK $os fltros de savi!ado son sados para obtener ne"ecto de borrado redcir el rido3 6l borrado es sado en los pasos

de pre procesamiento para remover pe/eos detalles de la ima)enprevia a la extracción de ob.etos de dic(a ima)en3

'&'&6&( De!e""+- .e Bor.e

6s na (erramienta "ndamental en el procesamiento de im)enes en visión por comptadora, particlarmente en las reas de detección

extracción de caractersticas, /e tiene como ob.etivo laidentifcación de pntos en na ima)en di)ital en la /e el brillo de laima)en cambia drsticamente o, ms "ormalmente, tienediscontinidades, el mismo problema de encontrar discontinidadesen seales 1> se conoce como paso3 $os bordes extrados deim)enes 2> a partir de escenas 8> se peden clasifcar se)n elpnto de vista enK dependientes o independientes3 6l primero reBe.apropiedades in(erentes de ob.etos tridimensionales, tales comomarcas "ormas en las sperfcies de los mismos3 6l se)ndo pedecambiar si se cambia el pnto de vista, reBe.a la )eometra de laescena, tales como ob.etos /e se tapan nos a otros3 42J

'&'&6&6 Se3me-!$"+-

http://es.wikipedia.org/wiki/Procesamiento_de_im%C3%A1geneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n_por_computadorahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Detecci%C3%B3n_de_caracter%C3%ADsticas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Extracci%C3%B3n_de_caracter%C3%ADsticas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_vistahttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n_por_computadorahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Detecci%C3%B3n_de_caracter%C3%ADsticas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Extracci%C3%B3n_de_caracter%C3%ADsticas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_vistahttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesamiento_de_im%C3%A1genes


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tili!ada en la atomati!ación de tareas tales como procesamiento dediversos tipos de docmentación, empa/es consmibles

aplicaciones en la medicina, los lectores el so"t#are peden sertili!ados, as como las cmaras inteli)entes sistemas de visión, loscales tienen capacidades adicionales como lectra de códi)o debarras e inspección de prodcto3 481

'&'&6&; Re"o-o"+m+e-!o .e C$r$"!ere 9 Lo"$*+?$"+-

6l reconocimiento óptico de caracteres %?H7', o )eneralmenteconocido como reconocimiento de caracteres, en los ltimos aos ladi)itali!ación de la in"ormación %textos, im)enes, sonido, etcétera'(a devenido n pnto de interés para la sociedad3 6n el caso concretode los textos, existen se )eneran continamente )randescantidades de in"ormación escrita, tipo)rfca o manscrita en todo

tipo de soportes3 6n este contexto, poder atomati!ar la introdcciónde caracteres evitando la entrada por teclado, implica n importantea(orro de recrsos (manos n amento de la prodctividad, almismo tiempo /e se mantiene, o (asta se me.ora, la calidad demc(os servicios3 482

'&'&7 De"r+5"+- .e* +!em$ .e !r$-5or!e

http://www.microscan.com/es/Products/Sistemas-de-Visi%C3%B3n-Artificial.aspxhttp://www.microscan.com/es/Products/Sistemas-de-Visi%C3%B3n-Artificial.aspx


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(&%&% I-2e!+3$"+- B+b*+o3r=8"$

6sta modalidad es na (erramienta esencial en todo proceso deinvesti)ación a /e permite conocer, ampliar pro"ndi!arconceptos criterios de di"erentes atores acerca del tema deinvesti)ación, por lo cal se consltar in"ormación re"erente alproecto en libros, paperPs, docmentos pblicaciones, para obtenerdatos técnicos, conceptos, caractersticas tecnolo)as /epermitieron el desarrollo de la investi)ación3

(&%&' I-2e!+3$"+- A5*+"$.$

$a investi)ación se desarrollar en )ran parte mediante prebas delsistema, obteniendo di"erentes datos parmetros del"ncionamiento lo /e permitir implementar la comnicación en"orma "sica, resolviendo as la problemtica de la transmisión dedatos a través del espectro de l!3

(&' Pob*$"+- 9 M4e!r$

:or las caractersticas de esta investi)ación no se re/iere población mestra3

(&( Re"o*e""+- .e I-@orm$"+-


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13 ?ecolección de in"ormación acerca de las caractersticas de

comnicación entre las libreras Hpencv :t(on323 Anlisis la estrctra de conexión del (ard#are s

compatibilidad con el so"t#are383 Anlisis de los métodos tipos de seales adems del fltrado

de im)enes /e permitan el desarrollo del sistema3@3 Anlisis del "ncionamiento comparación del desempeo de la

tar.eta (ard#are para el procesamiento de im)enes353 6specifcaciones para el sistema de control de la banda

transportadoraF3 >iseo del sistema de control de impre!as mediante visión

artifcial tili!ando so"t#are libre33 >iseo elaboración del prototipoI3 ?eali!ación de las prebas de "ncionamiento empleando el

panel de control visal para verifcar la efcacia del sistema3J3 +nterpretación de los datos obtenidos en el e/ipo de medición

e identifcación para determinar la calidad del sistema3103 6laboración del in"orme fnal


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Investigador, utor, $ocente %ali&icador, "sesor

4.1.3 MATERIALES

- Fuente 'egulada de (olta)e- *ultímetro

- %ámara %%$- ar)eta 'aspberry Pi- *onitor - ar)eta micro S$ +-b.- %able Et/ernet- *otor 'eductor - %inta transportadora- %a)a de iluminación

SOFTWARE

- P/yton- Librería 0pen%(- Sistema 0perativo Linu1

4.1.4 ECONÓMICOS (PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO)


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4.2 CRONO!RAMA DE ACTIVIDADES

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BIBLIO!RAFIA"

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(ttpKbibdi)ital3epn3ed3ecbro#seUtpeLat(orVorderLAS7VrppL100VvaleL7isnerosW;lores27W+v78A1nW;abricio

412 63 Sobrado, Sistema de &isión artifcial para el reconocimiento

Eaniplación de Hb.etos


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investi)acioncentro-de-vision-por-comptador-cvc-18@5@FJ5I5@3(tml3 4Tltimo accesoK 0@ 05 20153

41J C3 Narve!, Qin"aomon,R 10 0J 20123 46n lnea3 AvailableK(ttpK###3in"aimon3comessistemas-vision-inte)rados-indstria3pd"34Tltimo accesoK 0@ 05 20153

420 C3 &inesa, QCasvisio,R 0F 11 20103 46n lnea3 AvailableK(ttpK###3.asvisio3comcontrol-de-calidad-indstrial-con-vision-artifcial3(tml3 4Tltimo accesoK 05 05 20153

421 S3 ;iorelli, QHptoelectronics,R 21 02 200J3 46n lnea3 AvailableK(ttpK visionartifcial3"pcat3cat#p-contentploadsX1XdidacX7onceptosXprevios3pd"3 4Tltimo accesoK05 05 20153

422 E3 Earc(ena, Qdi)ital "otored,R 05 0F 20183 46n lnea3AvailableK ###3di)ital"otored3comima)endi)italsensorima)en3(tm34Tltimo accesoK 05 05 20153

428 axis, Qaxis,R 1J 0 20123 46n lnea3 AvailableK###3axis3comesprodctsvideoabot333sensorsXcmos3(tm3 4TltimoaccesoK 05 05 20153

42@


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488 A3 =ernnde!, Qdim,R 1 02 20103 46n lnea3 AvailableK(ttpK###3dim3sal3esareaim)ia20:320+bandas

20transportadoras3(tm3 4Tltimo accesoK 05 05 2015348@ 63 7ai!ares, Qpotencialectromecanica,R 25 08 20113 46n lnea3AvailableK (ttpK###3potenciaelectromecanica3comcalclo-de-n-motorredctor3(tml3 4Tltimo accesoK 05 05 20153


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>efciente control de impre!as en "rascos

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