OpenCV based vision system for industrial robot-based assembly station: calibration and testing

• Autorzy: Korta J. , Kohut J. , Uhl T.

Warianty tytułu

PL

System wizyjny zrobotyzowanego stanowiska produkcyjnego oparty na bibliotekach OpenCV: kalibracja i testy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the vision system implemented on a laboratory test station, simulating industrial robot-operated electronic circuits assembly line. Verification of the developed algorithm, which is based on the Open Source Computer Vision library, has also been supplemented by measurements of the system speed and uncertainties. By that means, it has been shown that expensive off-the-shelf systems can be replaced by the elaborated one, without compromising production cycle time and repeatability.

PL

W artykule zaprezentowano system wizyjny zaimplementowany na laboratoryjnym stanowisku pomiarowym, symulującym działanie przemysłowej linii produkcyjnej wytwarzającej układy scalone. Testowane algorytmy powstały w oparciu o otwarte biblioteki Open Source Computer Vision (OpenCV) co sprawia, że ich użycie pozwala na obniżenie kosztów wytwarzania jakie ponosi przedsiębiorstwo. Jest to szczególnie istotne w przypadku produkcji masowej, w której nawet najmniejsza zmiana czasu pojedynczego cyklu pracy przekłada się na znaczącą zmianę ogólnej opłacalności produkcji. Wydajność opracowanego systemu została potwierdzona poprzez testy wykonane w sprzężeniu z komercyjnym odpowiednikiem, czym udowodniono, że kosztowne rozwiązania mogą z powodzeniem zostać zastąpione przez zbudowany system. Cel ten można osiągnąć bez strat na dokładności i czasie cyklu produkcyjnego. Zastosowanie opisanego rozwiązania nie powoduje również obniżenia jakości produkowanych elementów, nie generując tym samym dodatkowych kosztów związanych z ich kontrolą. W pierwszej części tekstu zamieszczono opis metod wykorzystanych do realizacji zamierzonego celu, jak również objaśnienia zastosowanych technik przetwarzania obrazu aby ułatwić zrozumienie zagadnienia czytelnikowi niezaznajomionemu z tą dziedziną robotyki. W dalszych paragrafach przedstawiono analizę dokładności i szybkości działania systemu, porównując te parametry z odpowiednikami uzyskanymi przy użyciu profesjonalnego systemu.

Słowa kluczowe

EN

vision system; OpenCV; robot; assembly; image processing

PL

system wizyjny; zrobotyzowane stanowisko produkcyjne; przetwarzanie obrazów

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 1
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., schem., tab., wzory

Twórcy

autor

Korta J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kohut J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Uhl T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Rosselot D., Hall E. L.: Processing real-time stereo video for an autonomous robot using disparity maps and sensor fusion, Proceedings of SPIE Intelligent Robots and Computer Vision XXII: Algorithms, Techniques and Active Vision, Vol. 5608, pp. 70-78, 2004.
• [2] Rosati G., Boschetti G., Biondi A., Rossi A.: On-line dimensional measurement of small components on the eyeglasses assembly line, Optics and Lasers in Engineering, 47, pp. 320–328, 2009.
• [3] Nagchaudhuri A., Kuruganty S., Shakur A.: Introduction of mechatronics concepts in a robotics course using an industrial SCARA robot equipped with a vision sensor, Mechatronics 12, pp. 183-193, 2002.
• [4] Bozma H. I., Yalçin H.: Visual processing and classification of items on a moving conveyor: a selective perception approach, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 18, pp. 125–133, 2002.
• [5] Kosmopoulos D. I., Varvarigou T. A., Emiris D. M., Kostas A. A., MD-SIR: A methodology for developing sensor – guided industry robots, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 18, pp. 403-419, 2002.
• [6] Fillatreau P., Bernard F. X., Aztiria A., Saénz de Argandoña E., García C., Arana N., Izaguirre A.: Sheet metal forming global control system based on artificial vision system and force – acoustic sensors, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 24, pp. 780–787, 2008.
• [7] Veiga G., Pires J. N., Nilsson K.: Experiments with service-oriented architectures for industrial robotic cells programming, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 25, pp. 746-755, 2009.
• [8] Hallmann I.: Mobile robot position estimation due the camera’s image, Pomiary Automatyka Robotyka, R. 6, nr 1, pp. 20-24, 2002.
• [9] Rekleitis I., Meger D., Dudek G.: Simultaneous planning, localization, and mapping in camera sensor network, Robotics and Autonomous Systems, 54, pp. 921-932, 2006.
• [10] Tadeusiewicz R., Korohoda P.: Digital image analysis and processing (Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów), FTP, Kraków, 1997.
• [11] Jahne B.: Digital image processing: concepts, algorithms, and scientific application, Springer-Verlag, Berlin, 1995.
• [12] Weeks A.: Fundamentals of electronic image processing, IEEE, Inc., New York, 1996.
• [13] Bradski G., Kaehler A.: Learning OpenCV , O’Reilly Media, Sebastopol, 2008.
• [14] Uhl T., Kohut P., Holak K.: Zastosowanie metod wizyjnych do monitorowania stanu konstrukcji, Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 56, nr. 6, pp. 569-572, 2010.
• [15] Kohut P.: Rapid prototyping of visual servoing systems, Pomiary Automatyka Kontrola, R. 48, nr 12, pp. 25 – 28, 2002.
• [16] Kohut P.: Vision methods in robotics. Pt. 1, Przegląd Spawalnictwa, R. 80, nr 12, str. 21-25, 2008.
• [17] Szpytko J., Tekielak M., Kohut P.: Optoelektroniczna metoda analizy przemieszczeń obiektów, Pomiary Automatyka Kontrola, pp. 5-7, 11, 2003
• [18] Ma L., Chen Y., and Moore K. L.: Rational radial distortion models of camera lenses with analytical solution for distortion correction, International Journal of Information Acquisition, vol. 1, no. 2, pp. 135-147, 2004.