Robot gözü makine görüş sistemi

Makina görüş sistemleri bilgisayarlı görüş sistemlerinin üretim ve endüstrideki uygulamalarıdır. Bilgisayar görüntüleme sistemleri makina tabanlı görüntü işlemeye dayalı olmasına rağmen, machine vision sistemleri ayrıca dijital giriş/çıkış cihazlarına ve robot kolu gibi üretim aletlerini kontrol etmek için bilgisayar ağlarına ihtiyaç duyarlar.
Makina görüş sistemleri bilgisayar, optik, mekanik ve endüstriyel otomasyonu birleştiren özel bir otomasyon alanıdır. En sık kullanılan uygulamalar araba, gıda, ilaç vb ürünlerin denetlenmesindir. Machine vision sistemleri ürün denetimi için dijital kameralar, akıllı kameralar ve resim işleme yazılımları kullanırlar.

Makine görüş sistemleri üretim bandındaki ürünlerin sayılması, seri numaraların okunması, yüzey taraması gibi işlemlerde de kullanılabilirler.

Bilgisayarlar insanlarla aynı şekilde görmezler. Kullanılan kameraların optik özellikleri insan gözünün optik özelliklerine tam olarak eşdeğer değildir. Kameralar bir görüntüyü aldıklarında öncelikli olarak bu görüntüyü piksel piksel incelerler ve daha sonra veritabanlarını kullanarak bir sonuç elde ederler. Bazı sistemler insan görüşünü kopya edebilirler. Bu yüzden görüntü işleme ve resim özelliklerini tanımlamak için bir çok özel yöntem geliştirilmiştir. Machine vision ve bilgisayar görüntüleme sistemleri görüntü işleme yeteneklerine sahiptirler. Ancak bu sistemler henüz insan gözünün sahip olduğu resim algılama ve farklı aydınlık şartlarına göre tolerans sağlama gibi özelliklere ulaşamamışlardır.

Makina Görüntüleme Sistemlerini Oluşturan Parçalar
Bir machine vision sistemi genel olarak aşağıdaki kısımlardan oluşmaktadır :
1- Bir veya birden fazla dijital veya analog kamera ve bunlar için optik ekipmanlar ( siyah beyaz veya renkli olabilir )
2- Görüntüleri dijital hale getirebilmek için kamera arayüzü (frame grabber olarakta bilinmektedirler)
3- İşlemci ( Genellikle bilgisayar veya DSP gibi gömülü bir işlemci )
4- Bazı durumlarda yukarıda anlatılan üç özellik tek bir kamerada toplanmaktadır. Bu kameralara akıllı kamera denmektedir.
5- Sonuçları rapor etmek için Giriş/Çıkış donanımı ( dijital I/O modülü ) veya haberleşme bağlantısı ( network bağlantısı veya RS-232 )
6- İmaj sensörün istenilen alanı netleyebilmesi için lens.
7- Uygulamaya uygun ışık kaynağı ( genellikle florasan lamba, halojen lamba veya LED aydınlatma kullanılır. )
8- Görüntüleri işlemek ve belirli nesneleri tespit etmek için program.
9- Parça tespiti için senkronizasyon sensörü ( genellikle optik veya manyetik sensör ) kullanılarak resim elde edilmesi ve işlenmesi
10- Hatalı parçaları reddetmek için aktuatörler.

Senkronizasyon sensörü parçanın istenilen konumda olup olmadığını kontrol eder. Parça genellikle bir üretim bandı üzerinde hareket halindedir. Sensör kamerayı altından geçen parçanın görüntüsünü alması konusunda tetikler ve genellikle ışık sinyalini senkronize ederek daha keskin bir görüntü alınabilmesini sağlar. Aydınlatma bir parçanın istenilen alanlarının daha kolay bir şekilde gösterilmesini ve gölge yansıma gibi istenmeyen alanlarının minimize edilmesini sağlamaktadır. Değişik boyutlardaki LED paneller bu iş için sıklıkla kullanılmaktadırlar.

Kamera görüntüsü framegrabber ile yakalanmaktadır. Framegrabber kameranın görüntüsünü dijital formata çeviren bir dijitalleştirme cihazıdır. Bu cihazlara örnek olarak DVR kamera kartlarını verebiliriz. Elde edilen bu görüntü bilgisayara kaydedilir ve machine vision yazılımıyla işlenebilecek duruma gelmiş olur.

Bu yazılım görüntü işlemek için genellikle bir çok işlem yapar. Öncelikle görüntü gürültüyü azaltmak veya gri gölgeleri yok etmek için basit siya ve beyaz kombinasyonlarına dönüştürme yapmak gibi işlemler yapar. Bu ilk basitleştirme işleminden sonra yazılım cisimleri, boyutlar ölçer, sayar ve/veya tanımlar. Son adım olarak yazılım programlamasına göre geçişe izin verir veya vermez. Eğer bir parçada hata varsa yazılım mekanik cihaza parçayı reddetmesi için bir sinyal gönderebilir veya uygulamaya göre üretim bandını tamamen durdurabilir.

Eski nesil machine vision sistemlerinde siyah beyaz kameralar kullanılırken artık yerlerini renkli kameralara bırakmışlardır.

Dahili mikroişlemcilerle üretilmiş smart kameralar gittikçe daha sık kullanılmaktadırlar. Bu tip kameralar kullanıldığında ayrıca framegrabber kart ve harici bilgisayar kullanımına gerek kalmamaktadır. Böylece sistemin toplam maliyeti düştüğü gibi en önemli olarak ta sistemin karmaşıklığı azalmış olmaktadır.

Uygulamalar
– Biyometrik sistemler
– Birçok endüstriyel üretim uygulamaları
– Endüstriyel koruma sistemleri
– Kalite kontrol sistemleri
– Otomatik yöngüdüm verilmek istenilen cihazlar
– Tarımsal ürünlerin kontrolü
– Medikal görüntü işleme
– Robot uygulamaları
– Yapay görüş sistemleri