книги / Оптоэлектронные сенсорные системы
..pdfКонтроль бутылок
Для контроля бутылок, особенно многократно используемых, создано много различных систем. Одна из них производительнос тью до 1000 шт./мин работает на просвечивание бутылок, с пово ротом каждой из них перед видеокамерой на угол 180° или 360°. При этом под дном бутылки размещают импульсный источник све та и контролируют ее профиль в процессе вращения по тени изо бражения. Однако неоднородности и другие дефекты стекла трудно отличимы оптическими методами от загрязнений, царапин и остат ков вина.
Идентификация литер шрифта пишущих машинок
Для сортировки литер пишущих машинок разработана система [26] с использованием видеокамеры L110C. Система различает до 20000 литер и сортирует их по соответствующим ящикам кассы. Мера растра составляет 0,1 мм х 0,05 мм.
Контроль печатных плат
Контроль их годности осуществляют по соответствию разме рам, контрастности поверхности и повторяемости монтажа. Для платы размером 170 мм х 215 мм при контроле трещин требуется растр приемного устройства 10 мкм х 10 мкм, а число элементов разложения платы должно составлять 17000 х 21600, что требует 1024 сенсорных элементов в линейке и 360 кадров разложения. Ча сто при этом требуется контролировать позиции отверстий.
Для контроля используют красное и зеленое излучение. Первое предназначено для отображения и контроля дорожек (шин), а вто рое — для выявления механических дефектов платы. Тот же при нцип пригоден и для контроля микросхем и фотошаблонов. Произ водительность автоматизированного контроля по сравнению с про изводительностью оператора возрастает в 10—100 раз.
СПИСОК СИМВОЛЬНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
а Длина объекта
ЪВидеосигнал (аналоговый)
Ь* Видеосигнал (дискретный)
с Признак
СВектор признаков
Ев |
Освещенность в плоскости изображения |
Еоъ |
Освещенность в^плоскости объекта |
f |
Частота |
/т |
Тактовая частота поэлементной развертки кадра |
/к |
Частота работы видеокамеры |
ККонтрастность
NКоличество элементов изображения или сенсорных элементов
гх ,у |
Длина контура элемента растра |
|
S |
Длина линейки ПЗС |
|
S |
Чувствительность |
|
t |
Время |
|
JA W |
Время |
оценки |
DA T - |
Время чтения данных |
|
( |
Время интегрирования |
|
и |
||
tKZ |
Время цикла работы видеокамеры |
|
top |
Время операции |
|
t&ys |
Период тактовой частоты системы |
|
tv |
Время обработки |
|
u |
Амплитуда видеосигнала |
|
V |
Скорость сканирования строк |
|
X |
Направление по горизонтали |
|
У |
Направление по вертикали |
|
$ |
Масштаб изображения |
|
X |
Длина волны излучения |
|
92
ЛИТЕРАТУРА
1.Bleicher М., Halbleiter-Optoelektronik, Verlag Technik, Berlin, 1986.
2.Furchert, Kallenbaeh, Schatter u. a., Optoelektronik — Strahlungsempf-
anger, Feingeratetechnik, 30, 7, 322—325 (1981); 8, 370—372 (1981).
/
3.CCD-Bildsensortechnik — Wessen, Aufbau, Anwendung, TH Ilmenau und KdT-Bezirksvorstand Suhl, 1985.
4.Schmidt G., Steinert J., Jenaer optische Filterlaser fur Wisserschaft und Technik, Feingeratetechnik, 35, 8, 361—363 (1986).
5.Hantke D., Philipp H., Sparrer G., Tschirmich J., CCD-Zeilen sind Prazisionsma/Sstabe, Feingeratetechnik 34, 7, 290—292 (1985).
6.Niemann H., Klassifikation von Mustem, Springer-Verlag, Berlin, 1985.
7.Woschni H. G., Christoph R., Reinsch A., Verfahren zur Lagebestim-
mung einer potisch wirksamen Struktur mit einer CCD-Zeile, Feingeratete chnik 33, 5, 219—222 (1984).
8.Kachierzcak H., Erfassung und maschinelle Verarneitung von Silddaten, Akademie-Verlag, Berlin, 1980.
9.Jayant N. S., Waveform Quantisation and Coding IEEE Proc., New York,
1976.
10.Bretschi J., Intelligente Me systeme zur Automatisierung technischer Prozesse — Grundlagen, Moglichkeiten, Grenzen, Oldenbourg-Verlag, Miinchen, 1979.
11.Jaroslavskij L. P., Einfuhrung in die digitale Bildverarebeitung, Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1985.
12.Peipmann R., Grundlagen der technischen Erkennung, Verlag Technik,
Berlin, 1975.
13.Foith J. P., Intelligente Bildsensoren zum Sichten, Handhaben, Steurn und Regeln, Springer-Verlag, Berlin, 1982.
14.Schwarz W., Sensorsystem fur Positionieraufgaben, Radio, Fernsehen, Elektronik, 35, 8, 488—490 (1985).
15.Chung T. L., Entwiklung von Spezialprozessoren fur die digitale Vera-
rbeitung von Grauwertbildern, Diss. Zentralinstitut fur Kybernetik und Informationsprozzesse der Akademie der Wissenschaften der DDR, 1984.
93
16.Cla£en L., Programmierung des Mikroprozessorsystems U 880-K 1520, 5 Aufl., Verlag Technik, Berlin, 1985.
17.Oefler U., Cla en L., Mikroprozessor-Betriabssysteme, 2, Aufl., Verlag
Tfechnik, Berlin, 1984.
18. Schwarz W. u. a., WP-G06F/292.4. Verfahren und Vorrichtung zur zeilenorientierten iterativen Bilderkennung.
19. KdT-Leitfaden zur industriallen Bilderkennung. Teil 2, Softwaregestaltung. ZKI-Information, Sonderheft. Zentralinstitut fiir Kybernetik und Informationsprozesse der Akademie der Wissenschaften der DDR, 1987.
20.Thgungsbeitrage Optoelektronische Sensorsysteme. Thge der Wissenschaft und Technik vom 11—14, September 1984, Wissenschaftliche Beitrage der Ingenieurhochschule Wismar, Sonderheft 4/84.
21.Fritzsch H., Sensoren — Moderne Funktionselemente fiir die Ratio* nalisierung fertigungstechnischer Prozesse, Akademie-Verlag, Berlin, 1985.
22.Berkenkamp F., Selbstadaptierendes optoelektronisehes Sensorsystem zur Erfassung kleinster Anderungen, Feingeratetechnik, 34, 6, 260—261
(1985).
23.Ulrich L., Probleme beim Einsatz von CCD-Zeilenkameras zur beriihrungslosen Langenmessung, Feingeratetechnik, 33, 5, 196—200 (1984).
24.Bendler C., Optoelektronische Erfassung geometrischer Gro en im Echtzeibetrieb, Feingeratetechnik, 34, 3, 101—104 (1985).
25.Schwartz W., WP B07C/261.204.4 Verfahren zur Bildverarbeitung in optoelektronischen Sortiereinrichtungen.
26.Schoenborn W., Visuelles System zur Identifikation von Schreibmaschinentypen. 1. Internationale Fachtagung Automatische Bild verarbeitung vom 17, bis 18, Oktober 1985. KdT/WGMZ Berlin, Kurzreferate D 11.
27.Habiger E., Abkiirzungenin der Automatisierungstechnik, Mikrore-
chentechnik und Elektronik, Verlag Techni, Berlin, 1987.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие......................................................................................... |
|
5 |
||
1. |
Оптоэлектронные |
сенсорные системы...................................... |
7 |
|
|
1.1. Новые возможности для автоматизации измерений и |
|
||
|
контроля в промышленном производстве....... ....................... |
7 |
||
|
1.2. Диапазон использования оптоэлектронных устройств.... |
8 |
||
|
1.3. Свет как носитель информации.......................................... |
10 |
||
|
1.4. Области применения сенсорных систем видимого диа |
|
||
|
пазона волн ...................................................................................... |
|
И |
|
2. |
Построение и принципы действия сенсорных систем види |
|
||
|
мого |
диапазона волн..................................................................... |
13 |
|
|
2.1. |
Элементы детектора.................................. |
13 |
|
|
2.2. |
Оптическое отображение объекта...................................... |
18 |
|
|
2.3. |
Погрешность |
отображения ....................................... |
20 |
|
2.4. |
Освещенность |
объекта............................ |
23 |
|
2.5. Фотоприемные матрицы на П ЗС ....... ............................... |
28 |
||
3. |
Обработка информации................................................................ |
35 |
||
|
3.1. Общие принципы идентификации объектов..................... |
35 |
||
|
3.2. Обработка информации при распознавании |
|
||
|
изображений ............................................................................ |
|
38 |
|
|
3.3. Техническая реализация систем распознавания |
|
||
|
изображений ..................................................................................... |
|
52 |
|
4. |
Программное обеспечение............................................................ |
58 |
||
|
4.1. Общие положения ................................................................... |
58 |
||
|
4.2. Программные средства для системы минимальной |
|
||
|
конфигурации ........... |
|
58 |
|
|
4.3. Программное |
обеспечение системыBES 2000,................... 60 |
||
4.4. Сервисные программы.......................................................... |
63 |
||
5. Проектирование оптоэлектронных сенсорных систем........... |
65 |
||
5.1. Выбор |
оптимального вариантасистемы............................ |
65 |
|
5.2. |
Этапы |
проектирования......................................................... |
66 |
5.3. |
Техническая реализация системы......................................... |
73 |
|
5.4. |
Пример |
проектирования........................................................ |
75 |
6. Примеры применения |
оптоэлектронных сенсорных систем .. 79 |
||
6.1. Контроль наличия изделий (объектов).............................. |
79 |
||
6.2. Автоматизация чтения и контроля геометрических |
|
||
символов ........................................ |
»............................................... |
80 |
|
6.3. Контроль габаритных размеровобъектов.......................... |
81 |
||
6.4. |
Позиционирование.................................................................. |
86 |
|
6.5. Сортировка изделий и объектов......................................... |
88 |
||
Список |
параметров.............................................................................. |
|
92 |
Литература............................................................................................ |
|
93 |
|
Научное издание
Детлеф Шмидт, Вольфганг Шварц
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ
Заведующий редакцией д-р техн. наук А . Л. Щёрс Зам. заведующего редакцией Э. Н. Бадиков Ст. научный редактор В. С. Соболев Мл. научный редактор М. Ю. Григоренко
Художник А. В. Захаров
Художественный редактор Я. М. Иванов Технический редактор А. 3. Давлетшина Корректора. Л. Вибке
ИБ № 7603
Подписано к печати 28.03.91. Формат 60x90'/i6. Бумага офсетная №2. Гарнитура тайме. Печать офсетная. Объем 3,00 бум. л. Уел. печ. л. 6,00. Уел. кр.-отт. 6,38. Уч.-изд. л. 5,16. Изд. № 6/7928. Тираж 4800 экз.
Зак. 241 . Цена 1 р. 60 к.
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР» В/О «Совэкспорткнига» Государственного комитета СССР по печати.
Набрано в Межиздательском фотонаборном центре издательства «Мир». 129820, ГСП, Москва И-110, 1-й Рижский пер., 2.
Тульская типография Государственного комитета СССР по печати. 300600, Тула, проспект им. В. И. Ленина, 109.