Czym są systemy wizyjne?

Systemy wizyjne są rozwiązaniami, które pojawiają się coraz częściej w wielu gałęziach przemysłu. Ich głównym zastosowaniem jest szeroko rozumiana kontrola jakości. Dzięki zaawansowanym technologiom, sztucznej inteligencji oraz sieciom neuronowym tego typu rozwiązania usprawniają produkcję, zmniejszają ilość odpadu oraz stanowią duże wsparcie dla operatorów oraz osób zajmujących się kontrolą jakości. O szczegółowych wdrożeniach systemów wizyjnych możesz przeczytać tu, natomiast poniżej wyjaśnimy, czym w zasadzie jest wizja maszynowa. 

SPIS TREŚCI 

1. Podstawowe informacje o wizji maszynowej 
2. Gdzie stosowane są systemy wizyjne? 
3. Z czego składa się system wizyjny? 
4. Rodzaje 
5. Zastosowania 
6. Systemy 2D 
7. Systemy 3D 
8. Rozwiązania multispektralne i hiperspektralne 
9. Konkluzje 
10. Autorski system wizyjny Scanway 

Co to są systemy wizyjne?

System wizyjny stanowi zaawansowane narzędzie, które łączy w sobie nie tylko fizyczną kamerę, ale przede wszystkim inteligentny software. Jest to kompleksowe rozwiązanie, wykorzystujące zaawansowane algorytmy do analizy danych wizyjnych. Kluczowym elementem systemów wizyjnych jest oprogramowanie, które definiuje ich funkcje i możliwości. Warto zauważyć, że sama kamera, bez odpowiedniego oprogramowania, nie dostarcza istotnych informacji. To właśnie inteligentny software decyduje o tym, co system wizyjny jest w stanie analizować. Połączenie sprzętu z zaawansowanym oprogramowaniem sprawia, że system wizyjny może dostarczać informacje na temat jakości produktów. Systemy wizyjne stają się niezastąpionym narzędziem w dziedzinie analizy wizualnej i automatyzacji procesów przemysłowych.  

Gdzie stosowane są systemy wizyjne? 

Systemy wizyjne są powszechnie stosowane w różnych obszarach przemysłu, gdzie kontrola jakości odgrywa kluczową rolę. W branży spożywczej systemy wizyjne pełnią istotną rolę między innymi w kontroli jakości mięsa i ryb. Kontrola opakowań jest kluczowa, umożliwiając monitorowanie poprawności pakowania produktów oraz identyfikację uszkodzeń lub braków. W przemyśle papierniczym i poligraficznym systemy wizyjne są wykorzystywane do między innymi do kontroli koloru. W sektorze meblarskim i stolarce okienno-drzwiowej, systemy wizyjne wspomagają kontrolę jakości. Identyfikują one defekty, niespójności w kształcie oraz kolory elementów. Określają one także poprawności złożenia przy bardzo dużej zmienności produkcyjnej. W obszarze recyklingu systemy wizyjne są nieocenione podczas kontroli jakości w przetwarzaniu papieru.  

Budowa systemów wizyjnych 

Sercem systemu wizyjnego są kamery. Niezastąpionymi elementami systemu wizyjnego są także oświetlacze, obiektywy, a także urządzenia akwizycji danych oraz oprogramowanie, które umożliwia ich przetwarzanie.

Głównym zadaniem oświetlaczy jest zapewnienie odpowiedniego oświetlenia obiektu, co ma kluczowe znaczenie dla jakości uzyskanych obrazów. Oświetlenie może być punktowe, skupiające światło na konkretnym obszarze, lub rozproszone, które równomiernie oświetla obiekt. Wybór typu oświetlenia zależy od charakteru zadania wizyjnego i może znacznie wpłynąć na efektywność systemu. 

Obiektywy są niezbędne do prawidłowego skupienia obrazu na matrycy kamery. Muszą być dobrane z uwzględnieniem takich parametrów jak pole widzenia, głębia ostrości i rozdzielczość. Dobre dopasowanie obiektywu do aplikacji jest kluczowe dla uzyskania wysokiej jakości obrazów, co umożliwia dokładne przetwarzanie oraz analizę. 

Urządzenia akwizycji danych są odpowiedzialne za przechwytywanie sygnałów wizyjnych z kamer i przekazywanie ich do systemu komputerowego. 

Oprogramowanie także jest istotnym elementem w systemach wizyjnych, umożliwiając analizę i przetwarzanie zgromadzonych danych. Zaawansowane algorytmy wizyjne pozwalają na detekcję, rozpoznawanie wzorców, śledzenie obiektów i wiele innych funkcji, które znajdują zastosowanie w różnorodnych dziedzinach, od kontroli jakości w przemyśle po zastosowania medyczne i badania naukowe.

Rodzaje i możliwości systemów wizyjnych 

Wśród systemów wizyjnych wyróżniamy: 

Systemy 2D – umożliwiają weryfikację zgodności konturu, geometrii oraz pozycji obrotowej obiektu z uprzednio określoną specyfikacją. Dodatkowo zapewniają rozwiązania do identyfikacji kodów i tekstu. 

Systemy 3D – znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak technologia przenośnikowa, pakowanie oraz intralogistyka. Systemy 3D potrafią wykrywać obiekty i osoby w obszarze uznawanym za potencjalnie niebezpieczny, co redukuje ryzyko kolizji. 

Systemy multispektralne – dostarczają obrazy w zakresie od pasma widzialnego do dalekiej podczerwieni. Stosowane m.in. podczas kontroli poprawności odwzorowania barw, w branży poligraficznej. 

Systemy hiperspektralne – to systemy umożliwiające detekcje wad, których nie zobaczy ludzkie oko. Są wykorzystywane m.in. w branży spożywczej, do wykrywania pleśni we wczesnej fazie rozwoju. 

Przykłady aplikacji wizyjnych: 

– określenie pozycji, barwy, kształtu czy rozmiaru,

– zliczanie elementów np. na taśmie produkcyjnej, 

– kontrola kształtu np. poprawności odlewu czy cięcia,

– kontrola grubości, zabrudzeń ubytków oraz naderwań w cyklu produkcyjnym, 

– dokładnie wymiarowanie obiektów, 

– kontrola powierzchni pod kątem występowania zarysowań, przebarwień i zgodności koloru,

– kontrola złożenia kilku elementów w całość,  

– odczyt tekstu OCR (optical character recognition), 

– optyczne rozpoznawanie znaków (kody kreskowe i wszelkiego rodzaju napisy), 

– trackowanie elementów np. na linii produkcyjnej lub podczas procesu pakowania. 

Systemy wizyjne 2D 

Systemy 2D są to najczęściej stosowane systemy oparte na kamerach wykonujących zdjęcia, które są następnie przetwarzane w komputerze przemysłowym. Dzięki swojej prostocie mają wiele zastosowań i wciąż rozwiązują problemy związane z pomiarami w przemyśle. Systemy 2D są wykorzystywane między innymi do sortowania i klasyfikacji cech geometrycznych, analizy krawędziowej i blobów, kontroli poprawności złożenia produktu, pozycjonowania automatyki w aplikacjach typu bin picking/pick&place czy kontroli wypełnienia opakowań zbiorczych. Ze względu na zakres wykorzystania są dzielone na 3 typy: systemy kontrolne, pomiarowe i pozycjonujące. 

Systemy wizyjne 3D 

Systemy 3D w większości przypadków opierają się na kamerach połączonych z systemem oświetleniowym. To właśnie to połączenie umożliwia uzyskanie trójwymiarowej informacji o obserwowanym obiekcie. Zamiast obrazów powstają chmury punktów, które następnie są obrabiane, pozwalając na dokładniejszy pomiar niż system 2D. Poprzez dużo większą trafność są wykorzystywane do kontroli powierzchni (np. zabrudzeń, wtrąceń, defektów, rys, dziur), poprawności umieszczenia etykiet i znaków, weryfikacji poprawności geometrycznej, optymalizacji cięcia/porcjowania obiektów, kontroli podzespołów i w aplikacjach zrobotyzowanych. Systemy 3D doskonale sprawdzają się w pomiarach złożonych kształtów oraz specyficznych cech obiektu (np. chropowatości). 

Systemy wizyjne multispektralne i hiperspektralne 

Systemy multispektralne i hiperspektralne są to najbardziej wymagającą technicznie odmiana systemów wizyjnych. Zbierają one fotony w taki sam sposób, jak systemy 2D, jednak pozwalają na precyzyjne rozróżnienie długości fali światła. Dzięki temu możliwe staje się dostrzeżenie bardzo subtelnych różnic w spektrum odbijanego światła, co niesie za sobą dodatkowe informacje niedostępne dla innych rodzajów systemów wizyjnych. Doskonale sprawdzają się kontrolując poprawność odwzorowania koloru zadruku, mogą wykrywać pleśń (na wczesnym etapie) w produktach spożywczych. Co ciekawe, tego typu systemy mogą potwierdzać autentyczność dzieł sztuki, stanowić wsparcie prac archeologicznych, a nawet badać florę oceaniczną i dokonywać detekcji zanieczyszczeń środowiska.  Ponadto są w stanie wykryć zanieczyszczenia, takie jak kawałki rękawiczek na liniach produkcyjnych z mięsem mielonym, złogi cukrów w płatkach śniadaniowych czy pleśń lub obicia na warzywach. Systemy wielospektralne potrafią „widzieć” w szerokim spektrum, co pozwala na dostrzeżenie różnic, których nie zobaczy ludzkie oko. 

System wizyjny – podsumowanie 

Z doświadczenia oraz pracy nad rozmaitymi projektami wiemy, jak wiele w procesie produkcji mogą zmienić systemy wizyjne.  

Do największych zalet systemów wizyjnych można niewątpliwie zaliczyć: 
 

Bezpieczeństwo i dokładność – pomiary czy proces kontroli jest bezdotykowy – nie ma ryzyka, że jakiś przedmiot ulegnie odkształceniu lub pomiar zostanie zaburzony przez temperaturę.

Czas pracy, efektywność – systemy wizyjne pracują nieprzerwanie, a ich dokładność jest stała. W odróżnieniu od człowieka nie męczą się oraz nie nudzą. Oprócz tych kwestii na pracę człowieka wpływają różne czynniki, przez co niemożliwe jest osiągnięcie bardzo powtarzalnych parametrów. 

Higiena – wszędzie, gdzie zachodzi potrzeba odizolowania czynnika ludzkiego ze względu na aspekty biologiczne, systemy wizyjne sprawdzają się doskonale. 

Szybkość – systemy wizyjne są w stanie analizować obiekty, przetwarzając informacje dużą prędkością. 

Autorskie systemy wizyjne od Scanway – zaufaj profesjonalistom! 

Systemy wizyjne to złożone rozwiązanie, a ich wdrażanie wymaga wiedzy, doświadczenia i znajomości rynku. W Scanway zespół doświadczonych inżynierów codziennie pracuje nad poprawą jakości pracy przedsiębiorstw dzięki systemom wizyjnym. Nasze rozwiązania zastosowano m.in. w Polskiej Grupie Energetycznej, New Era Materials, czy Zakładach HCP Cegielski. Powierzając nam zadanie, zyskujesz pewność odpowiedzialnego działania, a także kompleksowej analizy i wdrożenia systemu wizyjnego w Twojej firmie. To naturalne, że przedsiębiorcy chcą produkować nie tylko więcej, ale i lepiej – w końcu to produkt przemawia za nich na arenie krajowej i międzynarodowej. W Scanway doskonale to rozumiemy i kładziemy duży nacisk na maksymalne dopasowanie systemu do potrzeb Klienta. Dlaczego? Ponieważ to krok do ograniczenia strat i zwiększanie efektów optymalizacji już od pierwszego dnia wdrożenia! Skrojony na miarę system pracuje bez przerwy, ze stałą dokładnością. Kontroluje jakość, weryfikuje bezpieczeństwo oraz dba o poprawność wykonania produktu, finalnie przynosząc efekt w postaci wieloobszarowego zysku. W Scanway kładziemy nacisk na zasadę długoterminowego partnerstwa, co stanowi fundament filozofii naszej firmy. Głównym celem Scanway jest budowanie trwałych relacji z naszymi Klientami. Dążymy do tego, aby nie tylko byli zadowoleni z naszych usług, ale również chętnie wracali do nas z nowymi projektami. Uważamy, że zaufanie i lojalność Klientów są kluczowymi elementami sukcesu, dlatego skupiamy się na budowaniu solidnych więzi biznesowych opartych na wzajemnym zaufaniu i zrozumieniu. Jeśli zdecydujesz się na współpracę z nami, możesz być pewien, że otrzymasz pełne wsparcie. Skupiamy się na udzielaniu pomocy, obsłudze Klienta i edukacji naszych partnerów biznesowych. Gwarantujemy, że nasza współpraca nie będzie jednorazowym działaniem, lecz początkiem długotrwałej i owocnej drogi, którą razem podążymy.