Техническое зрение

В этом году инвестиции в системы технического зрения увеличились на 64%. Установка и настройка систем стала значительно проще.

Техническое зрение — одна из самых перспективных областей автоматизации. По данным опроса журнала Control Engineering, 64% респондентов собираются увеличить закупки компонентов технического зрения в следующие 12 месяцев, а 29% решили оставить вложения на уровне прошлого года. Ситуация коренным образом изменилась по сравнению с прошлым годом: увеличить инвестиции в 2006 году собирались 35% опрошенных, сохранить на прежнем уровне 54%.

Основным фактором, сдерживающим вложения, остается уровень государственного участия: 32% (снизился по сравнению с 39% 2005 года и 46% 2004). В качестве других ограничений называют следующие: 22% «низкий приоритет по сравнению с другими областями автоматизации», 19% «недостаточное количество специалистов» и всего 10% «недостаточное понимание принципов видеосистем”. Низкий уровень последнего фактора показывает, что время сложных дорогостоящих систем осталось в прошлом.

В этой статье приводятся краткие результаты последнего опроса Control Engineering совместно с Reed Corporate Research по использованию технологий технического зрения. Опрос проводился среди специалистов, занятых установкой, консалтингом и/или закупкой компонентов в этой области. Для 46% респондентов — это работа для собственного предприятия, 20% занимаются перепродажей и 10% вовлечены в обе эти деятельности.

Микротехнологии провоцируют падение цен

Те, которые серьезно занимаются техническим зрением, не удивлены таким развитием рынка. Джефф Шмиц (Jeff Schmitz), коммерческий директор отдела технического зрения в Banner Engineering Corp, сказал, что «за последние 10 лет микротехнологии сделали очень большой шаг вперед и позволили снизить цену на промышленные видеосистемы до приемлемого уровня. Сейчас можно купить хороший датчик примерно за $1000, а полнофункциональный за $3000. Не сравнить с $30000, которые пришлось бы заплатить за аналогичную систему 10-15 лет назад, причем для нее еще постоянно требовался квалифицированный специалист».

Области применения систем технического зрения
67%	Наблюдение
33%	Диагностика, тестирование, поддержка
30%	Упаковка
28%	Считывание штрих-кодов
28%	Калибровка
27%	Контроль движения
22%	Печатное оборудование, веб-приложения
20%	Непрерывное и серийное производство
20%	Контроль станков, ЧПУ
20%	Робототехнические приложения
20%	Надзор и сбор данных
18%	Проверка
17%	Поштучный выпуск изделий
15%	Оптическое распознавание текста.
15%	Приложения, связанные с насосами, вентиляцией.
12%	Непрерывное производство
12%	Оборудование для транспортировки (краны, подъемники, элеваторы)
3%	Другие

Источник: обзор Control Engineering, Reed Corporate Research, август 2006

«Теперь, благодаря развитию микротехнологий, а также увеличению общей технической грамотности необходимость в специально обученных специалистах для поддержки работы оборудования свелась к минимуму. Любой оператор с техническим образованием может научиться тестировать работу системы в штатном режиме.

Наиболее важные характеристики системы технического зрения
1.	Производительность
2.	Простота использования
3.	Простота установки
4.	Законченность решения (включая программное обеспечение)
5.	Цена
6.	Надежность
7.	Техническая поддержка
8.	Разносторонность настроек
9.	Скорость
10.	Полный набор диагностики

Источник: обзор Control Engineering, (Reed Corporate Research), август 2006

Такой простоте способствует стандартизация и интуитивность интерфейса управления, например, созданных под Microsoft Windows», — продолжает Шмиц.

Проведенный обзор отражает эту тенденцию возрастающего удобства использования систем технического зрения. Количество респондентов, считающих системы слишком сложными или дорогими, снизилось в 2005 году по сравнению с 2004 с 45% до 37%.

Бен Доусон (Ben Dawson), директор по стратегическому развитию в Dalsa Digital Imaging group, утверждает, что «чем легче использовать систему, тем проще пользователю убедиться в ее качественных преимуществах. Несколько лет назад установка системы технического зрения была серьезной работой, требующей контроля эксперта в этой области. Современные системы устанавливаются на предприятии самостоятельно”. Благодаря множеству развитых функций, навыки эксперта по установке воплощены в самих системах, реализован простой и понятный интерфейс, что позволяет работать с оборудованием технического зрения обычным инженерам.

Системы технического зрения применяются на многих этапах производственного процесса. Более двух третей случаев занимает контроль производства, 33% приходится на диагностику, тестирование и поддержку. Также системы технического зрения применяются (в порядке убывания популярности) при упаковке, считывании штрих-кодов, калибровке и контроле перемещения — более 25% опрошенных считают эти области наиболее важными.

В качестве способа связи наиболее популярными считаются Ethernet TCP/ IP, 4-20 mA, 0-10 V, DeviceNet и RS-485. Именно эти пять технологий будут самыми приоритетными в течение следующего года.

Интеллектуальные датчики и интеграторы

45% респондентов пользуются интеллектуальными датчиками, 81% считают, что такие датчики подходят для их приложения.

Доусон рассказал, что ipd производит интеллектуальные системы машинного зрения, процессоры и программное обеспечение. Сами камеры, источники света и оптические элементы покупаются у известных производителей. По его словам, «системы управления движением обычно разрабатывает дистрибьютор или интегратор».

По данным опроса, количество респондентов, собирающихся воспользоваться услугами интеграторов для установки системы технического зрения, возросло незначительно — с 17% до 25% в этом году.

«Разумеется, воспользоваться услугами интеграторов иногда имеет смысл, — утверждает Шмиц из компании Barren. — Например, оптимальное размещение сенсора и источников света, первую настройку системы лучше поручить специалисту. После этого, например, чтобы программировать современные сенсоры, их услуги больше не потребуются.»

Самое сложное при установке системы технического зрения, по словам Шмитца: «во-первых, выбрать расположение источников освещения, чтобы подчеркнуть необходимые детали объекта. Во-вторых, избежать соблазна слишком сильно расширить область анализа».

Техническое зрение. Компоненты.

Чтобы получить подробную информацию о системах технического зрения, посетите сайты компаний-производителей.

Системы обработки видео изображений VS720

VS 720 — универсальная система анализа видеоизображений, включающая в свой состав видеокамеру и блок обработки изображений с классом защиты до IP 68. Система оснащена интерфейсом Ethernet для цифровой передачи видеоизображений и быстрого конфигурирования, а также интерфейсом ведомого устройства PROFIBUS-DP. Блок обработки видеоизображений оснащен 8 конфигурируемыми дискретными входами и выходами. Датчики изображения серии VS720 легко и удобно настраиваются с помощью пакета SIMATIC Spectation. Оптимизация параметров и обучение образам может происходить в режиме online или в offline через эмулятор.

Основные характеристики: разрешение до 1028х1024, скорость обработки до 360 кадр/сек.

Применение: динамический контроль, контроль заполнения, проверка формы, работа с образцами, задачи измерения, чтение текста и 1D/2D кодов, высокоточные задачи, работа с цветом.

SIEMENS A&D

Устройство связи VS link позволяет подключить до 16 датчиков изображения VS720 по Industrial Ethernet. Простота конфигурирования обеспечивается с помощью программного обеспечения VS Link. Интеграция в систему управления обеспечивается с помощью встроенного интерфейса PROFIBUS.

www.siemens.ru/ad
SIEMENS A&D

Полнофункциональный экономичный датчик

Cognex

Компания Cognex Corp анонсирует DVT 515 и DVT 535 как «самые доступные, функциональные и простые в использовании в своем классе датчики для систем технического зрения”. «Они отличаются наиболее полным инструментарием в своем ценовом диапазоне, таким образом, DVT 515 и DVT 535 устанавливают новый стандарт соотношения цены к качеству,» — утверждают представители компании. По словам Криса Нельсона (Kris Nelson), вице-президента компании Cognex, «эти датчики можно использовать в гораздо более широком спектре приложений, чем их близкие аналоги. С их помощью решение задач контроля, измерений, подсчета, поиска шаблонов во всевозможных отраслях стало несравнимо проще. Это самые экономичные датчики среди семейства датчиков DVT. В комплект поставки входит развитое программное обеспечение, с помощью которого можно просто установить датчик, внедрить его в существующую систему и поддерживать работу, при этом приложение совместимо с Frame Work”. Сеть Ethernet обеспечивает простое и быстрое подключение к сети фабрики, внедрение в программное обеспечение и надежную связь с другими компонентами системы технического зрения, программируемыми контроллерами, SCADA и персональными компьютерами.

www.cognex.com
Cognex

Считывание точечного кода

PresencePlus P4 Omni со штрих-кодом и P4 BCR производства Banner Engineering теперь могут считывать точечные коды. Такие обозначения применяются во многих федеральных приложениях, задачах автомобильной и аэрокосмической промышленности. В отличие от стандартного штрих-кода на бумаге, выбитый на практически произвольной поверхности код не сотрется и не отклеится. Сенсоры сделаны на базе датчика со стандартным или высоким (1,3 мегапикселя) разрешением, могут считывать частично поврежденный код практически с любой поверхности при правильном освещении. Стоимость этих сенсоров — от $1995, что в два раза меньше стационарных устройств, утверждают в компании Banner Engineering (www. bannerengineering.com).

www.bannerengineering.com
Banner Engineering

Простой интерфейс для систем технического зрения

ipd

VA20 от компании ipd — это устройство подключения, настройки и работы с одной или двумя камерами и возможностью выбора разрешения сенсора. Прибор находится в корпусе для крепления по базовым отверстиям (стандарт DIN). В комплект поставки V20 входит программное обеспечение iNspect, а вместе с V21 дополнительно — Sherlock 7. Интеллектуальная система V2 0 обеспечивает взаимодействие с другими контроллерами. Имеется возможность включения прибора в гигабитную Ethernet сеть для просмотра изображений в реальном времени с помощью веб-браузера. Возможна установка разрешения 640х480, 1024х768 и 1600х1200.

www.goipd.com
ipd

Гигабитная Ethernet камера с широким динамическим диапазоном

Jai Pulnix

Jai Pulnix представляет CCD камеру TM-1327GE с прогрессивным сканированием, датчиком (Sony ICX285) размером 2/3 дюйма, скоростью до 30 кадров в секунду и разрешением 1,4 мегапикселя (1392 x 1040). При размере 50,8 x 50,8 x 84,8 мм камера отличается отличным динамическим диапазоном, чувствительностью в видимой и близкой инфракрасной областях спектра, она подходит для приложений с резко изменяющимися условиями освещенности, а также выделения дефектов, не заметных в видимом спектре. Матрица с межстрочным переносом обеспечивает полное горизонтальное и вертикальное разрешение при частоте затвора до 1/21000 с. Такие функции, как асинхронный сброс, контролируемый затвор без задержки обеспечивают средства для гибкой синхронизации и управления экспозицией, необходимые во многих приложениях технического зрения. Благодаря связи через гигабитный Ethernet, длина соединительного кабеля может достигать 100 метров, и обеспечивается простота и стандартность подключения. Запатентованная таблица поиска (look-up table (LUT)) гарантирует полный динамический контроль камеры с помощью внешних импульсов. В комплект поставки входит полнофункциональное программное обеспечение, предоставляющее интуитивно понятный графический интерфейс управления LUT и другими настройками. Также предоставляется среда разработки и библиотеки на C++ для захвата изображений и настройки ввода/вывода камеры.

www.jaipulnix.com
Jai Pulnix

Цветная ГБ Ethernet камера с супердатчиком

Toshiba Teli America Inc., Североамериканский филиал компании Toshiba Teli Corp., разработала CS6910G — единственную на данный момент промышленную камеру с датчиком Super CCD Honeycomb. Она работает на основе протокола AIA GigE Vision, поэтому совместима со стандартным оборудованием для гигабитных сетей и не требует дорогостоящих интерфейсных карт или плат захвата видеоизображения. Скорость передачи несжатого 24-х битного RGB видеопотока достигает 30 кадров в секунду при разрешении 1280х960 (SXGA) по стандартным кабелям CAT5e на расстояние до 100 метров.

Toshiba Teli

Технические особенности камеры: прогрессивное сканирование, случайный триггер, электронный затвор (от 1/15000 до 8 с), внешний триггер. При размере 54(Ш)х43(В)х44,5(Д) миллиметров камера весит всего 200 грамм.

www.toshiba-teli.com
Toshiba Teli

Защищенная плата захвата видеоизображения PCI Express

Новая плата захвата видеоизображения компании American Eltec соответствует высочайшим требованиям систем наблюдения и обеспечения безопасности. Плата захвата изображения отличается аппаратным 16-ти канальным JPEG, MPEG-4 сжатием и масштабированием (1,1 — 1,8 ), а также скоростной передачей данных по шине PCI Express со скоростью до 250 МБ/ с. Плата захвата видеоизображения может вести запись аналогового сигнала с камеры по 16-ти параллельным линиям, для каждой имеется скоростной аналого-цифровой преобразователь. В результате изображения в режиме реального времени записываются в память компьютера. Высокая скорость обработки обеспечивается 40 контроллерами прямого доступа (DMA), из них 4 — для видео, 16 — для JPEG, 4 — для MPEG и 16 — для обработки звука. Дизайн основан на ПЛИС. Параметры каждого преобразователя: размер изображения, яркость и контраст-можно настроить независимо. В программное обеспечение входит библиотека защиты данных, оптимизированная для быстрого переключения и работы с несколькими камерами в таких операционных средах, как Linux и Microsoft Windows 2000/XP.

www.americaneltec.com
American Eltec Inc.

Волоконный источник света

Dolan-Jenner

Компания Dolan-Jenner Industries представила систему освещения для задач технического зрения Fiber-Lite DC950. Кварцевый галогеновый регулируемый осветитель мощностью 150 Вт оснащен регулятором тока, лампой с быстрым откликом и пультом дистанционного управления в диапазоне от 0 до 5 В с линейной подстройкой напряжения на базе 8-битного ЦАП. Благодаря возможности дистанционного управления, прибор сигнализирует об отключении лампы, что снижает время простоя системы. Прибор размещен в надежном стальном корпусе с возможностью крепления, лампу легко заменить с передней панели прибора. Осветительная система позволяет осуществлять цветовую фильтрацию, установку диафрагмы (для подстройки интенсивности при постоянной цветовой температуре) и имеет аналоговый или цифровой дистанционный интерфейс.

www.dolan-jenner.com
Dolan-Jenner

Большее разрешение датчика для задач технического зрения

Kodak ISS недавно представила многофункциональный сенсор KAC-0 040 0 для решения задач технического зрения. Датчик отличается увеличенным на 20% по сравнению со стандартным VGA количеством пикселей (768х488), большим полем зрения для лучшего распознавания образов и удвоенной частотой кадров (до 60 Гц) для скоростной съемки. В программное обеспечение датчика входят алгоритмы детектирования изображений. Чувствительный и малошумящий датчик идеально подходит для приложений с низкими условиями освещенности.

www.kodak.com
Kodak

Одноплатная камера для автоматической идентификации

Value Engineering Alliance

Value Engineering Alliance представляет Piati SBC — новый прибор в семействе декодеров ECC200 Data Matrix. Одноплатный датчик устанавливается в отдельный корпус, либо совместно с другими приборами. Сенсор предназначен для распознавания линейной маркировки или кодовых меток на неподвижных или движущихся с небольшой скоростью изделиях. Датчик легко настраивается с помощью графического интерфейса, приложение позволяет определить оптимальные параметры для наилучшей работы прибора в каждом конкретном приложении. Дополнительно в программное обеспечение могут быть включены функции для распознавания образов с обучением и считывания ITF штрих кода. Разрешения 640х480 сенсора достаточно для прогрессивного сканирования. Технические данные сенсора: 60х60х10 мм (не считая крепеж линзы и оптические элементы), 2 цифровых входа, 4 цифровых выхода, RS-232 последовательный интерфейс.

www.piati.com
Value Engineering Alliance