visión artificial

2Quin es INFAIMON ?

PERFIL DE LA COMPAA

Fundada en 1994 Central en Barcelona Oficina en Portugal desde 2003 Oficina Madrid Octubre 2004 Oficina Mxico Enero 2007

3Productos Adecuados para cada Aplicacin

Fabricantes reconocidos en el mundo de la visin artificial

Nuevos fabricantes con las tecnologas ms avanzadas

Cobertura global

4Fabricantes utilizados por INFAIMON

5Nuevos Fabricante / Tecnologas Avanzadas

6Cobertura GlobalFabricantes tienen cobertura internacional

INFAIMON forma parte de una federacin paneuropea de distribuidores

Alemania: Stemmer Imaging GB: Firstsight Vision Francia: Imasys Italia : Images Pases Bajos: Iris Vision Escandinavia: Parameter Dinamarca: Image House

7Soporte TecnolgicoEstudios de Viabilidad Seleccionar los mejores productos

8Soporte TecnolgicoEstudios de Viabilidad Seleccionar los mejores productosCursos Mensuales de Visin Artificial

9Soporte TecnolgicoEstudios de Viabilidad Seleccionar los mejores productosCursos Mensuales de Visin Artificial Cursos Especficos en INFAIMONCursos In House

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Soporte TecnolgicoEstudios de Viabilidad Seleccionar los mejores productosCursos Mensuales de Visin Artificial Cursos Especficos en INFAIMONCursos In HouseSoporte de Nuestros Proveedores Custom Products

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Soporte TecnolgicoEstudios de Viabilidad Seleccionar los mejores productosCursos Mensuales de Visin Artificial Cursos Especficos en INFAIMONCursos In HouseSoporte de Nuestros Proveedores Custom ProductsSoporte Telefnico Hot lineSoporte Remoto Web y Point to Point

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Qu es la Visin Artificial?

Procedimiento de adquisicin de imgenes(sin contacto y mediante sistemas pticos) y su anlisis automtico para extraer la informacin necesaria para controlar un

proceso o actividad.

13

Componentes de un sistema de visin

14

Componentes de un sistema de visin

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OPTICAS

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pticas Industriales

Que es una ptica?

Una lente que proyecta la luz del exterior formando una imagen en el sensor.

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PRINCIPIOS BSICOSField Of View (FOV): Area visible del objeto a inspeccionar. En

otras palabras es la porcin de del objeto quereflejamos en el sensor de la cmara.

Working Distance (WD): La distancia desde el final de la lenteal objeto a inspeccionar. Puede ser reducidacon el uso de anillos extensores.

Resolucion optica: Caracterstica mnima apreciable del objeto inspeccionado

Prof. de campo (DOF): La maxima profundidad de objeto quese puede mantener totalmenteenfocado.

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ILUMINACION

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ILUMINACINElemento fundamental de la aplicacin

70% de la aplicacin

Fuentes de luz

Tcnicas de iluminacin

Lser

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ILUMINACINObjetivo:

Obtener una imagen en las mejores condiciones para un posterior anlisis.

Mantener constante la intensidad y la direccin de la luz

Optimizar contraste. Separar caractersticas de la imagen del fondo

Sin iluminacin Con iluminacin

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FUENTES GENERADORAS DE LUZ

HALOGENO (Fibra ptica)

FLUORESCENTE

LED

LASER

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TECNICAS DE ILUMINACIN

Backlight (Transmitida) Opuesta a la cmara

Directa (Reflejada) Misma orientacin que camara

Anillos o Area DOAL Difusa (Diffused On-Axis Light)

DOME, CDI, SCDI - Difusa, Luz uniforme

Dark-Field Luz angular W

Color e Infrarroja

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Backlight

Resalte de contornos

Localizacin y medicin de objetos

Resalte estructura interna de objetos transparentes

24

Backlight

Sin iluminacinCon backlight

25

Backlight

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DOAL

Iluminacin difusa parasuperficies reflectantes

Excelente uniformidadrespecto a la luz directa

Objeto

Difusor

Beam

Splitter

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DOAL

Luz directa

Luz DOAL

28

DOAL

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SCDI, CDI, DOME Distribucin de luz perfecta

Se emplea en aplicaciones con elementos altamente reflectantes de difcil eliminacin

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SCDI, CDI, DOME

Iluminacin directa Iluminacin difusa

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DARKFIELD

Iluminacin angular pararesaltar irregularidades en superficies

Enfatiza caractersticas en el plano de incidncia

Light sourceLight source

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DARKFIELD

Iluminacin directa Iluminacin darkfield

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Luz estructurada: Lser Iluminacin proyectada de forma controlada con el objetivo de extraer informacin dimensional

Ideal para aplicaciones de reconstruccin 3D, ingenieria inversa, medicin y posicionado

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Luz estructurada: Lser

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Iluminacin Color / Infrarojo Se emplea la iluminacin de distintos colores paracrear mayor contraste. Un espectro de emisin sobre una superficie de esemismo color provoca una imagen mas clara (p.e. iluminacin roja sobre superficie roja)

Un espectro opuesto provoca una imagen mas oscura(p.e. iluminacin roja sobre superficie verde)

La iluminacin IR (Infrarojo) se puede emplearpara reducir contraste sobre espectros de coloresdiferentes.

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Iluminacin Color / Infrarojo

Luz blanca Infraroja

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Iluminacin Color / Infrarojo

Luz blanca Luz amarillaLuz blanca Infraroja

Luz roja

Luz verde

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CMARAS

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QU ES UNA CMARA DE VISIN ARTIFICIAL?

Es un componente industrial que permite capturar la imagenproyectada en un elemento sensor y transferirla a un sistema electrnico externo (monitor, framegrabber) segn un determinado standard .

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QU ES UNA CMARA DE VISIN ARTIFICIAL?

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Clasificacin de cmaras segn

Sensor: CCD, CMOS

Salida de datos: Analogicas, LVDS, CameraLink, FireWire, USB2.0, GigE

Formato del sensor: Area, Lineales, TDI (time delay integration)

Resolucin: VGA, SVGA, XGA, SXGA

Espectro: Visible, UV, IR, Trmico

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Caractersticas de las cmaras de visin industrial (i)

Velocidad de obturacin (SHUTTER)Control del tiempo de exposicin de forma electrnica.

Permite la captura de imgenes en movimiento a alta velocidad.

SHUTTER 1/250SHUTTER 1/60

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Caractersticas de las cmaras de visin industrial (ii)

Modo de captura en reset asncrono Control del instante de captura dependiendo de una seal externa de trigger (fotocelula).

Permite fijar la posicin exacta del objeto.

Modo trigger (no asncrono)Modo Reset Asncrono

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Caractersticas de las cmaras de visin industrial (iii)

Modo de scan progresivo Captura de toda la imagen en un mismo instante. Permite la captura de imgenes en movimiento.Se pierde el concepto de captura entrelazada.

Field 2 Field 1

13

5

7

911

2

4

6

8

1012

1

3

5

7

9

11

2

4

6

8

10

SCAN ENTRELAZADO SCAN PROGRESIVO

Scan Progresivo Scan Entrelazado

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Caractersticas de las cmaras de visin industrial (v). Modos de captura especiales (Traffic Control)

Trigger

XSG

Exposure

Video out

BurstShutter

1 2 3 4 5

Existen cmaras que permiten realizar controles inteligentes de captura.

El modo BURST TRIGGER permite hacer 5 capturas con tiempos de exposicin diferentes. De esta forma se incrementa el rango dinmicoen una secuencia cambiando la exposicin de frame a exposure from frame to frame.

Burst Trigger

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TECNOLOGIA Cmaras Lineales

El concepto de cmara lineal se asocia a la construccin de una imagen lnea a lnea empleando un sensor de estructura lineal ( n x 1 ). Esta imagen se forma mediante el movimiento del objeto de estudio con respecto a la cmara o bien mediante el movimiento de la cmara con respecto al objeto.

Sensor Lineal

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Cmaras Lineales. Como funcionan

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Cmaras Lineales. Como funcionanLa captura lineal se asemeja a mltiples capturas de una cmara de rea

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Cmaras Lineales. Conceptos bsicosLa resolucin de la imagen depende del tamao del sensor (en

horizontal) y del nmero de lneas definido por el usuario (en vertical).

l nmero de lneas slo nos lo limita la memoria RAM del sistema.

El concepto de cmara lineal siempre va ligado a un movimiento del objeto a capturar o un barrido de la cmara sobre dicho objeto.

El desplazamiento tiene que ser en un nico sentido y este tiene que ser perpendicular al sensor.

La captura de imagen se realiza lnea a lnea. La transferencia se realiza de toda la imagen completa.

El control sobre los instantes de captura as como el control de la velocidad de desplazamiento son absolutamente necesarios para realizar la adquisicin de forma correcta.

Se suelen emplear encoders para gestionar la adquisicin lineal.

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Cmaras Lineales. Cmaras colorExisten cmaras lineales color que debido su resolucin, nos

proporcionan una alta resolucin en el detalle del color.

Las cmaras lineales color pueden ser de los siguientes tipos:

Cmaras lineales 3-CCD (R-G-B) en prisma

Cmaras Lineales 3-CCD (R-G-B) en lnea

Cmaras Lineales 1-CCD

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Cmaras Lineales. Aplicaciones

Aplicacin:

Inspeccin de impresin en industria del etiquetaje

Cmara:

ATMEL SM2-2K

52

Cmaras Lineales. AplicacionesAplicacin:

Inspeccin de conservas

Cmara:

ATMEL SC2-2K

Galicia Calidade!!

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Inspeccin de documentos a alta velocidad

Cmara:

DALSA PII 40 Mhz

54

Aplicacin:

Inspeccin de pavimentos

Cmara:

ATMEL M4-6K


55


Inspeccin de cermica

Cmara:

ATMEL SC2-2K

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Aplicacin:

Control de llegadas en Eventos deportivos

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TECNOLOGIA Sensores CMOS

Vertica

l addre

ss

Videoout

X-address

Y-address

MOS transistor

Photo diode

Row mColumn n

Light

Celda en sensor CMOS

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Comparativa CMOS / CCD

Caracterstica CCD CMOS Comentario

Velocidad de Barrido N B CMOS no tiene registro H

Sensibilidad N M CMOS factor de conversin bajo

Relacin Seal/Ruido B M CMOS debido al Fixed Pattern Noise

Corriente Oscura B M CMOS 10 veces superior a CCD

Smear N B Excelente para cmaras CMOS de alta velocidad

Rango Dinmico B M Debido a los foto-diodos

Acceso Aleatorio a pxels M B CMOS permite captura de pxels aleatorios

Mltiples ROI M B CMOS puede trabajar con MROI

Fill Factor B N CCD puede llegar a 100%

Miniaturizacin B N CMOS solo un bajo porcentaje del rea es ocupado por el fotodiodo

N.- Normal B.-Buen comportamiento M.-Mal comportamiento

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Sensores CMOS

Ventajas de un sensor CMOS:Alto rango dinmico con respuesta lineal/logartmica(LinLog)

Acceso directo a pxel con la posibilidad de definirregiones de interes

La tecnologa CMOS permite circuitera analgica y digital sobre el sensor (pixel).

Alta velocidad

Sensores de bajo coste y bajo consumo

Alta integracin electrnica

Posibilidad de procesar sobre el propio sensor

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Ventajas CMOS: Rango dinmico configurable LINLOG

Posibilidad de seleccionar respuesta Lineal /Logartmica

Respuestas hasta 160dB

Control de respuesta on-fly mediante software de control de cmara

Posibilidad de condiciones crticas de contraste en una misma imagen

Aplicaciones:

Inspeccin de soldaduras

Situaciones de saturacin crtica en imagen

. . .

61

GrayValue

Light Intensity

0%

100%

Linear Response

Saturation

Perdida de informacin


62

GrayValue

Light Intensity

0%

100%

Linear Response

Saturation

Strong compression

LL1 LL2=0, COMP=0

Bajo Contraste


63

GrayValue

Light Intensity

0%

100%

Linear Response

Saturation

Weak compression

LL2

Strong compression

LL1

Resulting Linlog2Response

COMP

Contraste ptimo


64

Vantagens CMOS: Rango dinmico configurvel LINLOG

Cmara: Photonfocus MV-D1024-150

LinLog Activo Resposta Linear

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LinLog Activo

LinLog Desactivado

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Sistemas de visin Multiespectrales

La tecnologa existente en la espectrografa adquiere un formato y unas caractersticas industriales con el objetivo de aplicarse en sistemas de inspeccin por visin.

Aparecen nuevos formatos de cmaras y nuevos formatos de elementos pticos que nos permiten realizar inspecciones en lnea que no era posible llevarlas a cabo hasta ahora.

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Espectrografa - es el estudio de la luz en funcin

de una longitud de onda que ha sido, transmitida,

emitida o reflejada por un determinado objeto o

compuesto

Imagen Spectral = Imagen espectrogrfica es la

aplicacin de la transmisin/reflexin/emisin

espectrogrfica de cada uno de los pxels en una

imagen espacial

TERMINOLOGA

68

Sistemas de visin Multiespectrales

Cmaras con sensores IR

pticas Multiespectrales

69

Cmaras con distintos tipos de sensor IR

Standard SWIRInGaAs-1.7 operating from 0.9 - 1.7 micron

Extended SWIRInGaAs-2.2 operating from 1.1 - 2.2 micronInGaAs-2.5 operating from 1.1 - 2.5 micron

MWIRInSb operating from 3.0 (1.0) 5.5 micron

LWIRMicrobolometer operating from 8.0 - 14 micron

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Sistema ptico de dispersin de luz para su anlisis multiespectral.

Proporciona imagen con la distribucin cuantitativa y cualitativa de las distintas longitudes de onda lo que nos permite realizar el estudio no de la imagen completa sino de las longitudes de onda requeridas

Aportacin de las pticas Multiespectrales a la visin:

R

400 700

S

p

e

c

t

r

a

l

a

x

i

s

Spa tia l ax is

Time

W ave le ng th

S p e c trum fo r o ne p ixe l

71

Se emplea para determinar el contenido

de agua o de azcar en la fruta o en los

vegetales con el objetivo de determinar

la calidad de los mismos

72

Se emplea para la inspeccin y

clasificacin de piedras y gemas

73

Se emplea para separar

distintos tipos de plstico o

materiales no orgnicos en

plantas de reciclaje

74

NIR spectral imaging aumenta la capacidad de los espectrgrafos de punto inspeccionando el 100% del producto.

Se emplea para determinar la composicin y homogeneidad de los medicamentos as como para determinar substancias no correspondientes al compuesto

75

Se emplea para determinar el

contenido de agua en un

parte del proceso de la

fabricacin del papel

76

SOFTWARE

77

Software de Visin Artificial

Libreras bsicas.IFCSapera LT

Libreras de programacinLibreras VC Sapera ProcessingCVB

Entornos GUIVCVisionSherlockFramework

Dividiremos los diferentes modos de programacin de los sistemas de visin en:

78

Software de Visin Artificial

79

FRAME GRABBERS

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Se denomina framegrabber al dispositivo que interconexiona una cmara con un PC, digitalizando y guardando en memoria la imagen adquirida.

Podemos dividir los framegrabbers en: Frame Grabbers Estndar

Frame Grabbers Avanzados Analgicos

Frame Grabbers Avanzados Digitales

FRAME GRABBERS

81

Entradas de CmarasMltiples Multiplexadas, Sncronas, AsncronasTipo de CmarasAlta definicin, Alta Velocidad

Sincronizacin / Modo de CapturaMemoria OnboardVelocidad de DigitalizacinConexiones I/O Digitales

FRAME GRABBERSCARACTERSTICAS COMUNES GENERALES

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EJEMPLO DE CONFIGURACIN

PC2-VISION

Port 3

Port 4

Port 5

Port 0

Port 1

Port 2

MDR 36-Pin(J1)

MDR 36-Pin(J2)

Cam 1

Cam 2

Cam 3

Cam 4

Cam 5

Cam 6

PC2-Vision

ADC

3

3

3

MUX

PC2-Vision

RGBCam 2

blue

green

red

Port 3

Port 4

Port 5

blue

green

red

Port 0

Port 1

Port 2

MDR 36-Pin(J1)

MDR 36-Pin(J2)

RGBCam 1

ADC

3

3

3

MUX

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SISTEMAS INTELIGENTES DE VISIN ARTIFICIAL

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Cmara de funcionamiento autnomo

Sin necesidad de PCProcesador integrado en la cmara

Capacidad de tomar decisiones

Memoria para diferentes programas

Programacin remota

Posibilidad de visualizacin del proceso

QU ES UN SISTEMA INTELIGENTE?

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QU ES UN SISTEMA INTELIGENTE?Comunicaciones con el exterior

Protocolos industriales estandarizadosTCP/IPRS-232ProfibusDevicenetModbusDataLink

Drivers especficosRobticaControladoresPLC

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CUNDO SE UTILIZA?Autonoma de funcionamiento

Fcil integracin en la lnea de produccin

Eliminacin del PC de control

Robustez

Seleccin de la filosofa de programacin

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APLICACIONES INDUSTRIALES

88

Control de Calidad

Inspeccin de presencia/ausencia

Metrologa

Clasificacin

Control de procesos

Monitorizacin

Lectura OCR / Cdigos de Barras y Matriz


89

APLICACIONES INDUSTRIALESVerificacin del punto de soldaduraSeleccin automtica de regiones de inters para funciones de tracking a alta velocidadAprovechamos la luz de la soldadura

Referencias utilizadas:

Iluminacin: PROPIA DE LA SOLDADURA

Cmara Inteligente: PHOTONFOCUS 1024

Frame Grabber: CORECO X64 FULL

Software: CORECO SAPERA PROCESSING

90

Aplicaciones de Visin Artificial

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APLICACIONES INDUSTRIALESControl de pistas en placas de circuito impreso

Cortocircuitos entre pistasPistas abiertas

Resolucin mediante patrones y blobsIluminacin tipo backlight


Iluminacin: BACKLIGTH PHLOX

Cmara: JAI CV-A1

Frame Grabber: Coreco PC2Vision

Software: Sapera LT

92


93

APLICACIONES INDUSTRIALESControl de los dientes de un engranaje de ABS

Nmero de dientesCotas de cada diente

Resolucin por edges y medicionesIluminacin combinada

Darkfield de leds a 75Luz directa mediante leds


Iluminacin: NER DARKFIELD 75-RD

Cmara: JAI CV-A1

Frame Grabber: Coreco PC2Vision

Software: CVB-EDGE

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APLICACIONES INDUSTRIALESLectura OCR de la fecha de caducidad y lote

Complejidad por ser impreso mediante InkJet

Resuelto mediante OCR capaz de juntar los puntos de la impresinIluminacin difusa estroboscpica

Fondo plastificado reflectanteCadencia en la produccin elevada


Iluminacin: Anillo NER R-100

Cmara Inteligente: DVT 530

Software: FrameWork

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Verificacin del encendido de los testigos luminosos y calibracin de la posicin de la agujaResuelto mediante herramientas de intensidad, posicin y rotacinUtilizacin de la iluminacin de los propios testigos


Iluminacin: 2 Fluorescentes

Lineales STOCKER

Cmara: 2 Cam. AVT Marlin 145B

Frame Grabber: FIREWARE

Software: CVB MINOS

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APLICACIONES INDUSTRIALESControl de forma de un caramelo y la correcta posicin del palo de plsticoResuelto mediante blobs y cotasIluminacin tipo backlight Referencias utilizadas:

Iluminacin: BACKLIGTH CCS

Cmara: JAI CV-A11

Frame Grabber: NETSIGHT II

Software: SHERLOCK

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APLICACIONES INDUSTRIALESVerificacin de la presencia de todas las botellas en la salida de la empaquetadoraResuelto mediante una herramienta de intensidad por tapnIluminacin difusa

Reflejos en el retrctilReferencias utilizadas:

Iluminacin: Campana tipo CDI CUSTOM

Cmara Inteligente: DVT 630 LEGEND

Software: FRAMEWORK

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APLICACIONES INDUSTRIALESCorrespondencia correcta entre los cdigos de color de las pegatinasResuelto con herramientas de color y posicinIluminacin difusa

Pegatinas de plstico Referencias utilizadas:

Iluminacin: NER SCDI

Cmara: DVT 530

Software: FRAMEWORK

100

APLICACIONES INDUSTRIALESCorrespondencia correcta entre los cdigos de color y los cdigos OCRResuelto con herramientas de color, posicin y OCRIluminacin difusa

Pegatinas de plstico


Iluminacin: NER SCDI


Software: FRAMEWORK

101


102

APLICACIONES INDUSTRIALESPresencia de todas las agujas del rodamientoResuelto midiendo distancias entre edgesIluminacin combinada

Backlight y directa Referencias utilizadas:Iluminacin: BACKLIGTH PHLOX + NER AR 100


Software: FRAMEWORK

103

APLICACIONES INDUSTRIALESClasificacin de tomates en funcin de su grado de madurezResuelto mediante herramientas de color. Medicin de las desviaciones RGBIluminacin difusa

Reflejos en la pielPosibles restos de agua


Iluminacin: CDI CUSTOM

Cmara: JAI CV-M77

Frame Grabber: CORECO PC2VISION

Software: CVB LIGTMETER, CVB BLOB

104

APLICACIONES INDUSTRIALESDeteccin de manchas en piezas de frutaResuelto mediante herramientas de color y blobs. Se considera mancha lo que se desva del color buenoIluminacin difusa

Reflejos en la pielPosibles restos de agua


Iluminacin: SCDI NER

Cmara: JAI CV-M77

Frame Grabber: CORECO PC2VISION

Software: CVB COLOR, CVB BLOB

105

APLICACIONES INDUSTRIALESInspeccin de posibles fugas en tuberas desde el interior

Deteccin mediante herramientas de blobsIluminacin directa por anillo de leds circular

Gran aperturaHomogeneidad


Iluminacin: Anillo LDR CCS

Cmara Inteligente: VC2038

Software: LIBRERIAS VC2038

106

APLICACIONES INDUSTRIALESDeteccin de la posicin de las palmeras para su manipulado posterior mediante un robotResuelto mediante herramientas de bsqueda de patronesIluminacin directa


Iluminacin: FOCOS IR DERWENT


Software: FRAMEWORK

107


108

APLICACIONES INDUSTRIALESMedicin de la zona superior de un frasco de cristalResuelto mediante la deteccin de la posicin del frasco y cotasIluminacin tipo backlight


Iluminacin: BACKLIGTH PHLOX

Cmara: AVT DOLPHIN 201B

Plataforma: NETSIGHT II

Software: SHERLOCK

109

APLICACIONES INDUSTRIALESControl del encendido de los leds de una tercera luz de freno de automvil. Verificacin de presencia e intensidadResuelto con herramientas de intensidad en escala de grisesIluminacin propia de la luz de freno


Iluminacin: NINGUNA

Cmara: JAI CV-A1

Frame Grabber: NETSIGHT II

Software: SHERLOCK

110

APLICACIONES INDUSTRIALESLectura de cdigos de barras en cartulas de pelculas DVDLectura mediante herramientas BarcodeIluminacin difusa

Reflejos en el plstico protector Referencias utilizadas:

Iluminacin: BACKLIGTH CCS

Cmara inteligente: DVT 520

Software: FRAMEWORK

111

APLICACIONES INDUSTRIALESReconocimiento del formato de caja en funcin del nmero de alveolos. Cada tipo de alveolo es para albergar una fruta diferenteUtilizacin de herramientas de reconocimiento de patronesIluminacin por fluorescentes

Campo de visin grande


Iluminacin: FLUORESCENTES SEALED STOCKER


Software: FRAMEWORK

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113


114

APLICACIONES INDUSTRIALESControl de presencia del mecanizado en las dos roscasDeteccin de los hilos de la rosca mediante el cmputo de edges. Cada hilo corresponde a dos edgesIluminacin lateral

Creacin de sobras tras los hilos de la rosca


Iluminacin: DARKFIELD NER

Cmara inteligente: DVT544

Software: FRAMEWORK

115

APLICACIONES INDUSTRIALESDiferenciacin de telas. Cada tela puede ser diferente por el color o por la texturaUtilizacin de herramientas de color RGB en combinacin de la lgica difusa para diferenciar las texturasIluminacin directa


Iluminacin: PROPIA DVT

Cmara Inteligente: DVT 542 C

Software: FRAMEWORK

116

Correct Count, species and placement

Correct Orientation

Detect Damage

Nuevas Tecnologas -Programacin

117


118

Gracias por su atencin

Nicols Avils Nores

INFAIMON

visión artificial

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