Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A Low-Cost Vision System in Determination of a Robot End-Effector's Positions

Lisowski W., Kohut P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2017

|

R. 21, nr 4

5--13

EN

Vision systems are commonly used in robotics. The most often, they are applied as sensory systems, but they can also be used for experimental determination of a manipulator end-effector’s pose. In this paper, application of an exemplary low-cost vision system for position measurement was tested. The considered vision system was composed of a pair of CMOS cameras. The applied experiment procedure consisted in recording of a set of pictures captured after consequent approaches of a robot end-effector (grasping a cube with markers on it) to the command pose repeatedly from the same direction. Processing of the pictures led to determination of position of the markers. Analysis of position measurement precision contained: determination of spatial distribution of consequently captured positions, assessment of quality of the captured pictures according to a set of 4 indicators, and comparison of measurement techniques employing the considered vision system and a professional measurement system (for this purpose the experiment was repeated with use of a laser tracker and a local estimate of the unidirectional positioning repeatability RP was determined). The reported investigation indicated that low-cost stereovision systems might be successfully applied for a robotic manipulator position measurement with accuracy of approximately 0.1 mm, which is often satisfactory in the engineering practice. Surprisingly, analysis of the achieved experimental results led to reasonable estimation of the RP value (approx. 0.02 mm according to the robot’s manufacturer).

PL

Systemy wizyjne są powszechnie stosowane w robotyce. Najczęściej pełnią rolę układów sensorycznych, chociaż mogą być też użyte do pomiaru pozycji chwytaka/narzędzia robota. W artykule przestawiono przykład zastosowania niskokosztowego systemu wizyjnego do pomiaru położenia chwytaka. Wykorzystany system wizyjny składał się z pary aparatów z matrycą CMOS. Przeprowadzony eksperyment polegał na rejestracji serii statycznych obrazów po dojściu chwytaka robota (przenoszącego sześcian wzorcowy z zestawem markerów) do pozycji zadanej, powtarzalnie z tego samego kierunku. Analiza precyzji wyznaczania pozycji sześcianu wzorcowego obejmowała: wyznaczenie rozkładu przestrzennego kolejnych pozycji sześcianu, oceny jakości zarejestrowanych obrazów za pomocą 4 kryteriów oraz porównania techniki pomiarowej wykorzystującej rozważany układ wizyjny i profesjonalny system pomiarowy (w tym celu powtórzono pomiar z wykorzystaniem trakera laserowego i lokalnie wyestymowano jednokierunkową powtarzalność pozycjonowania – RP). Analiza wyników przeprowadzonych badań pokazała, że niskokosztowy system stereowizyjny może być pomyślnie zastosowany do pomiaru położenia chwytaka robota z dokładnością około 0,1 mm. Taka dokładność jest często wystarczająca w warunkach przemysłowych. Dodatkowo, wyniki pomiaru pozwoliły dobrze oszacować powtarzalność pozycjonowania robota RP, która dla typu wykorzystanego robota wynosi 0,02 m.

2

Oblique-viewing endoscope calibration in the diagnostics and treatment in the pelvis minor area

Holak K., Kohut P., Stangel-Wojcikiewicz K., Kabzińska-Turek M., Florczak J., Petko M.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2016

|

Vol. 12, no. 3

133-140

EN

Urinary incontinence (UI) is a common condition, especially in women, and affects the quality of life in a physical, social, and economic meaning. Despite improvements in surgical techniques and the implementation of minimally invasive procedures, male and female stress UI still affects their well-being. Treatment limitations have encouraged researchers to investigate new approaches, including those of tissue engineering. The injection of autologous mesenchymal-derived stem cells (AMDC) might rebuild the urethra sphincter function and minimize leakage symptoms. The treatment is carried out with a rigid endoscope. The aim of this study is to present a practical calibration procedure for an oblique-viewing endoscope imaging system. This article presents the results of an examination of the variability of the internal camera’s parameters with the angle of rotation of the endoscope’s cylinder. The research proves that the most variable parameters are the coordinates of the image plane’s principal point. The developed model of variability can be implemented as a simple look-up table in a realtime operating device. In this article, a tool is proposed for the computation of the relative angle of cylinder’s rotation based only on images. All developed methods can be implemented in a robot-assisted system for an AMDC urethra sphincter injection procedure.

3

The use of digital image correlation in the study of Achilles tendon strain field

Holak K., Kohut P., Młyniec A., Ekiert M., Tomaszewski K., Uhl T.

Mechanics and Control

|

2015

|

Vol. 34, no. 1

19--26

EN

This paper presents an application of a vision-based measurement method in the experimental mechanics of biological materials. The displacement and strain fields of a human Achilles tendon specimen under a tensile test were computed using the digital image correlation method. Different software applications, both commercial and open source, were compared. The performance of algorithms was tested based on a referential measurement earned out by commercial software with the affine model of deformation implemented. The root mean square error of the difference between strain obtained using the reference measurement and each of the analyzed programs was computed. Additionally, an example of a full-field computation of displacement and strain field was presented.

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie pomiarów wizyjnych w mechanice eksperymentalnej badającej właściwości materiałów biologicznych. Pole przemieszczeń i odkształceń ludzkiego ścięgna Achillesa uzyskane podczas statycznej próby rozciągania zostało wyznaczone za pomocą algorytmu cyfrowej korelacji obrazów. Porównano kilka wybranych programów komputerowych, zarówno komercyjnych, jak i darmowych, realizujących pomiar za pomocą metody korelacji Skuteczność algorytmów była testowana na podstawie wyników referencyjnych, otrzymanych z komercyjnego programu, w którym została zaimplementowana korelacja oparta na deformowalnym modelu afinicznym. Wyznaczono błędy średniokwadratowe różnicy pomiędzy danymi referencyjnymi a danymi otrzymanymi z każdego z testowanych programów. Dodatkowo pokazano przykład uzyskanego pola przemieszczeń i odkształceń na całej powierzchni testowanej próbki.

4

Wykorzystanie mobilnego skaningu laserowego do pomiarów skrajni linii kolejowej i kodyfikacji linii kolejowych

Leszczewicz Z., Warda A., Barszcz T., Kohut P., Mikrut S., Przywieczerski J., Pyka K., Sitkowski T., Tokarczyk R., Uhl T.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2013

|

Nr 3(102)

211--241

PL

W artykule zaprezentowano działania PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. w zakresie budowy mobilnego systemu do pomiaru skrajni linii kolejowych oraz systemu kodyfikacji. Zaprezentowano wyniki projektu pt.: „Opracowanie innowacyjnej metodyki i informatycznego systemu zarządzania dla kodyfikacji linii kolejowej", którego głównym celem jest opracowanie modelu przestrzennego infrastruktury pasa kolejowego oraz wskazanie parametrów i konfiguracji sprzętowej dla naziemnej mobilnej platformy pomiarowej.

EN

The activities of the Polish State Railways Joint Stock Company (PKP S.A.) in the field of creation of mobile system for railway lines gauge measurement and codification system have been presented in the paper. The findings of the project "Innovative methodology and computer management system for railway lines codification" have been discussed. The aim of the project was to develop a spatial model of railway infrastructure zone and an indication of the parameters and hardware configuration for terrestrial mobile measurement platform.

5

Structure’s damage detection supported by contact and contact-less global methods

Kohut P., Holak K., Mendrok K., Maj W.

Diagnostyka

|

2013

|

Vol. 14, No. 1

47--56

EN

The paper briefly describes two Structural Health Monitoring (SHM) systems applied for damage detection in civil engineering structures: the vision-based system for in-plane measurement of a structure's displacement fields, and vibration-based SHM system with modal filter as a core component. In vision-based system, the deflection curve is obtained as a result of analysis of two images of the construction: the reference one and the one acquired after application of the load. A modal filter is also an excellent indicator of damage detection, with such advantages as low computational effort, ease of automation and low sensitivity to environmental changes. To apply this method in a real SHM system, the measuring diagnostic unit has been designed and built. The system installed on the test stand consisted of a network of a sensors, needed by modal filtration system, placed in selected area of the structure. Additionally a linear transducer for measurement of deformation of the lower beam of the structure under investigation was used. The paper shows the results of their laboratory tests on truss structure. The experimental results obtained by both systems were compared.

PL

Artykuł opisuje dwa systemy monitorujące stan konstrukcji (SHM) wykorzystane do wykrywania uszkodzeń konstrukcji inżynierii lądowej: system wizyjny przeznaczony do dwuwymiarowych pomiarów pól przemieszczeń konstrukcji, oraz system oparty na filtracji modalnej. W systemie wizyjnym krzywa odkształcenia uzyskiwana jest w wyniku analizy dwóch zdjęć obiektu: obrazu odniesienia oraz zdjęcia obiektu obciążonego. Filtr modalny jest doskonałym wskaźnikiem detekcji uszkodzeń. Jego zaletą są niskie wymagania obliczeniowe, łatwość automatyzacji oraz mała wrażliwość na zmiany środowiskowe. Metoda ta została opisana i przetestowana numerycznie przez autorów. Aby zastosować ją w rzeczywistym systemie SHM zaprojektowano specjalny moduł diagnostyczno - pomiarowy. System zainstalowany na stanowisku składał się z grupy czujników wymaganych przez system filtracji modalnej umieszczonych w wybranym obszarze obiektu. Ponadto wykorzystano czujnik LVDT do pomiaru odkształcenia liniowego dolnej belki. Systemy zostały przetestowane na rzeczywistych konstrukcjach. Artykuł przedstawia wyniki testów laboratoryjnych na laboratoryjnej konstrukcji ramowej. Wyniki eksperymentu uzyskane za pomocą obu systemów zostały ze sobą porównane.

6

An uncertainty propagation in developed vision based measurement system aided by numerical and experimental tests

Kohut P., Holak K, Martowicz A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2012

|

Vol. 50 nr 4

1049-1061

EN

In the paper, the vision-based method of static in-plane deflection measurement of a structure is presented. Displacements of measurement points of the structure under the load are computed by means of the normalized digital image correlation coefficient. The application of the homography transformation enables the deflection field to be computed from two images of the structure acquired from distinct points in space. The scale coefficient calculation and marker matching algorithms have been introduced in order to increase the level of automation of the method. The paper presents the results of numerical investigations of the uncertainty propagation in the proposed algorithms. The qualitative comparison of the numerical data and the results of the experiment have been shown.

PL

W pracy przedstawiono wizyjną metodę pomiaru statycznego ugięcia konstrukcji. Przemieszczenia punktów pomiarowych wyznaczane są z wykorzystaniem znormalizowanego współczynnika korelacji wzajemnej. Zastosowanie przekształcenia homograficznego umożliwiło pomiar pola przemieszczeń na podstawie fotografii konstrukcji wykonanej z dowolnego punktu przestrzeni. W celu zwiększenia stopnia automatyzacji metody wprowadzono algorytmy wyznaczania współczynnika skali oraz dopasowania znaczników. W pracy zaprezentowano wyniki symulacji numerycznych propagacji niepewności w proponowanym algorytmie. Pokazano wyniki jakościowego porównania danych symulacyjnych i wyników eksperymentalnych.

7

Vision data employed for crack detection and localization

Kohut P., Holak K., Dworakowski Z., Uhl T.

Diagnostyka

|

2012

|

nr 3(63)

35-41

EN

Nowadays, non-contact measurement systems have found application in the Structural Health Monitoring of civil engineering structures for the detection, localization and assessment of damage. In the field of static deflection measurement, the vision based techniques have become more popular. The deflection curve obtained by image processing and analysis methods can be analyzed in order to detect and localize the change of the curvature, which implies the appearance of a crack. In this paper, the vision based deflection measurement system is discussed. The deflection of beam-like structures is computed by means of digital image correlation. The damage detection and localization is based on the irregularity detection by means of analyzing the deflection curve. A new approach and some selected methods for damage detection and localization will be highlighted and their results obtained in the laboratory setup will be presented and discussed.

8

Sensory wizyjne stosowane w systemach do pomiaru skrajni kolejowej i analiza metod ich doboru

Tokarczyk R., Kohut P., Kolecki J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

429--440

PL

Cechy charakterystyczne systemów wizyjnych stosowanych dla potrzeb pomiaru skrajni można podzielić na trzy grupy: opisujące geometrię odwzorowania, radiometrię i specyfikację techniczną kamery. Geometrię odwzorowania wyznacza się w procesie kalibracji kamery, która dostarcza takich parametrów jak położenie środka rzutów w stosunku do układu obrazu oraz współczynniki funkcji aproksymującej błędy obiektywu i nośnika obrazu. Badanie radiometrii zwykle obejmuje wyznaczenie rozdzielczości układu obiektyw-nośnik obrazu, ostrości i kontrastu (funkcja MTF lub SFR, gamma), zakresu tonalnego, szumu, odwzorowania kolorów. Pozyskiwanie obrazów charakteryzują takie czynniki jak częstotliwość akwizycji oraz przepustowość. Porównane zostaną różne przewodowe i bezprzewodowe technologie interfejsów współczesnych kamer, m.in.: GiGE, CameraLink, USB, FireWire, (decydujące o przepustowości, topologii, wymaganiach co do długości kabli, obciążeniu procesora, czy dopuszczalnej ilość urządzeń akwizycji, itp.). W ramach prowadzonych badań przetestowano kilka reprezentatywnych dla zagadnienia pomiarowego kamer cyfrowych o różnych technologiach interfejsów i wyposażonych w różne obiektywy. W artykule zaprezentowano wyniki kalibracji i testów radiometrycznych wybranych modeli kamer. Wielowariantowa kalibracja geometryczna pozwoliła na zbadanie postawionych problemów: − jaki jest poziom błędów obrazowania przy zastosowaniu różnych obiektywów, − czy można w procesie redukcji błędów obiektywu uwzględniać tylko dystorsję radialną i do ilu czynników wielomianu tej dystorsji wystarczy się ograniczyć, − jakie są błędy szczątkowe obrazu po usunięciu ich optymalnym wielomianem aproksymującym. Badanie radiometrii zdjęć przeprowadzono z użyciem testu IT8, SFR Plus i oprogramowania firmy Imatest. Skupiono się przede wszystkim na najistotniejszych dla obrazowania na potrzeby pomiaru skrajni cechach: ostrości i kontraście, zakresie tonalnym i odwzorowaniu barw. W wyniku badań określono zestaw cech istotnych dla optymalnego wyboru systemu wizyjnego.

EN

The characteristics of imagine systems used in railway clearance measurements can be divided into three groups: geometry of projection, radiometric quality and technical specifications. The geometry of image acquisition is determined in the camera calibration procedure. The interior orientation parameters of camera and distortion model parameters of a lens as well as an imaging sensor are estimated using special test-fields. The radiometric calibration and testing often involves the determination of the imaging system resolution, sharpness and contrast characteristics (MTF or SFR functions and gamma), dynamic range, noise and color projection accuracy. The process of image acquisition can be characterized by frequency and baud rate. The subsequent, widely used wire and wireless communication interfaces of currently used cameras are going to be compared: GiGE, CameraLink, USB, FireWire. The short deprecation of influence of applied interface on the baud rate, systems topology, wire lengths, processor load and the maximum number of connected imagine devices will be given. Within the conducted researches the few appropriate for the railway measurements cameras were tested. The examined cameras have various communication interfaces and were used with various lenses. The results of geometric calibration and radiometric testing will be given. The multi-variant camera calibration allowed to address the following problems: − what we can say about the quantitative characteristics of imagine errors depending on the lens used, − is the modeling of the radial distortion only sufficient and how many coefficients should be applied, − how big are the remaining residuals after applying the systematic image error corrections. The radiometric investigations was conducted using the IT8 and SFR Plus tests. The Imatest software was used. The most important features for the railway clearance measurements were examined, i.e. sharpness, contrast, dynamic range and color projection quality. As a result of conducted researches the set of important for the choice of imaging system features was determined.

9

Przegląd metod teksturowania modeli 3D obiektów uzyskanych na drodze laserowego skanowania naziemnego i technik fotogrametrycznych

Tokarczyk R., Kohut P., Mikrut S., Kolecki J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

367--381

PL

Teksturowanie jest procesem pokrywania powierzchni wirtualnych modeli obrazem (lub polem) uzyskanym w sposób sztuczny lub za pomocą kamer cyfrowych. Pozwala na uzyskanie efektu fotorealizmu, co w wielu aplikacjach jest szczególnie pożądane. W pracy dokonano przeglądu metod teksturowania, omówiono zagadnienia towarzyszące teksturowaniu: analizę widoczności, detekcję przysłonięć. Szczególny nacisk położono na analizę metod automatycznych, jako najbardziej ekonomicznych. W procesie tym powszechnie wykorzystuje się równanie kolinearności w celu rzutowania trójkątów z przestrzennego poligonu mesh na zorientowane płaszczyzny zdjęć wykonując analizę widoczności. Właściwa tekstura przypisywana jest na podstawie analizy porównawczej dostępnych tekstur. Możliwe jest teksturowanie fragmentu modelu na podstawie jednego optymalnego zdjęcia lub też na podstawie „uśrednienia” wielu zdjęć. Prace badawcze prowadzono w dwóch aspektach: poszukiwania warunków optymalnego teksturowania oraz testowania programów do manualnego, półautomatycznego i automatycznego teksturowania. Badania prowadzone na polu testowym obejmowały eksperymenty z zastosowaniem dwóch metod teksturowania przy zmienności zarówno wielkości trójkątów teksturowanych jak i orientacji zdjęć wykonanych do pozyskania tekstur. Pozwoliły one na sformułowanie wniosków odnośnie optymalizacji warunków teksturowania. W ramach drugiej części prac badawczych przetestowano różne dostępne programy. Testy przeprowadzono na wyjątkowo trudnych obiektach, bo jako dane posłużyły modele 3D obiektów infrastruktury kolejowej i teren znajdujący się w pobliżu skrajni oraz podtorze, pozyskane z danych laserowego skaningu mobilnego i towarzyszących mu barwnych zdjęć cyfrowych.

EN

Texturing is a process, in which surfaces of virtual models are covered with images (or fields) obtained either artificially, or by means of digital cameras. The process makes it possible to yield the effect of photorealism, which is especially desirable in numerous applications. The paper provides a review of methods of texturing, and discusses texturing-related issues: analysis of visibility, detection of blind spots. Special attention has been paid to the analysis of automatic methods as the most economic ones. The process itself generally makes use of collinearity equation in order to project triangles from a spatial polygon mesh onto oriented surfaces of images, performing visibility analysis. The relevant texture is assigned based on a comparative analysis of available textures. It is possible to texture a fragment of the model based on a single, optimal image or based on the „averaging” of many images. Research works were conducted in two aspects: searching for conditions of an optimal texturing, and testing programs for manual, semi-automatic and automatic texturing. Research carried out in a test field included experiments with the use of two methods of texturing, at variability of both texturized triangle sizes, and orientation of images made to provide textures. Following the research, it was possible to draw conclusions concerning the optimisation of texturing conditions. In the second part of research, different available programs were tested. The tests were conducted on exceptionally difficult objects, since the test data included 3D models of railway infrastructure objects and area close to the clearance envelope, as well as of the trackbed, obtained from mobile laser scanning data and associated digital colour images. The experiments have proved that presently there is no software available, which would enable an automatic generation of a coherent and correct mesh on the basis of point cloud generated by a laser scanner, and subsequently mapping images from a movie camera or a photo camera on the so-obtained mesh.

10

Analysis of Dynamics of Vibratory Machines Applaying Vision Based Measurements

Giergiel M, Kohut P

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. 15, nr 4

43--50

EN

In this paper the some practical application of measurement vision techniques useful for measurement of dynamics properties of vibration of vibratory machine working under normal operating conditions was shown and practically tested. Developed methods and algorithms were working with the usage of only one camera and was compared with measurements done with classical accelerometer based measuring system. Obtained results can be useful in the implementation of control and diagnostics systems for vibratory machines.

11

An uncertainty analysis for developed measurement vision system aided by numerical simulations

Holak K, Kohut P., Martowicz A., Uhl T.

Mechanics and Control

|

2011

|

Vol. 30, no. 2

65-72

EN

The paper presents an optical non-contact method of measuring the static deflection structure in one plane. Displacements of measurement points of the structure under the load were computed by means of digital image correlation coefficient. The application of homography mapping enabled the deflection field to be computed from two images of the structure acquired from two distinct points in space. The model of the developed vision system were implemented and simulated in the MATLAB programming tool. The impact of the corner detector inaccuracy on the measurement results was investigated. The uncertainty propagation of the developed method was examined in a series of simulations. The distance of the camera and the focal length were investigated parameters of the system. In the paper, the variability of homography components as well as variability of displacements measured in each of the points of interest are presented.

PL

W artykule zaprezentowano optyczną bezkontaktową metodę pomiarową ugięć statycznych konstrukcji w jednej płaszczyźnie. Przemieszczenia punktów pomiarowych obiektu będącego pod działaniem obciążeń zostały wyznaczone za pomocą znormalizowanego współczynnika korelacji. Zastosowanie przekształcenia homograficznego umożliwiło uzyskanie krzywej ugięcia konstrukcji na podstawie dwóch obrazów wykonanych z dwóch różnych punktów przestrzeni. Numeryczny model wizyjnego systemu pomiarowego został zaimplementowany w środowisku MATLAB. W pracy zbadano wpływ niedokładności detektora narożników Harrisa na wynik pomiarów. Propagacja niepewności opracowanej metody pomiarowej została wyznaczona w serii eksperymentów symulacyjnych. Badanymi parametrami systemu były: odległość kamery od obiektu oraz ogniskowa. W artykule przedstawiono zmienność elementów macierzy homografii oraz wartości przemieszczeń wyznaczanych przez system w każdym z punktów pomiarowych.

12

Compensation of machine tool angular thermal errors using controlled internal heat sources

Mares M., Horejs O., Hornych J., Kohut P.

Journal of Machine Engineering

|

2011

|

Vol. 11, No. 4

78--90

EN

Thermal errors caused by the influence of internal and external heat sources in machine tool structure can cause up to 70% of total machine tool inaccuracy. Therefore, research on thermal behavior of machine tool structures is crucial for successful manufacturing. This paper provides an insight into the modeling of highly nonlinear (increasing with the complexity of the structure) machine tool thermal behavior using thermal transfer functions This approach to modeling is dynamic (uses thermal history) and, due to its relative simplicity, it enables real-time calculations. The method uses very few additional gauges and solves separately each influence participating in the thermal error. The main objective of the article is to describe the estimation of angular deformations occurring at the tool center point due to thermal influences. Transfer functions are used for the identification and control of additional internal heat sources. The second aim is to compare modeling effort with approximation quality. A partial objective is to cover other nonlinearities occurring generally in machine tool thermal behavior. The approach has been verified on a closed quill (a simple and symmetrical machine tool part) and applied on a model of a machine tool structure which has been chosen as the least favorable from the thermal point of view.

13

Prototype of the vision system for deflection measurements

Kohut P., Holak K., Uhl T.

Diagnostyka

|

2011

|

nr 4(60)

3-11

EN

The vision-based method of civil engineering construction's in-plane deflection measurements was developed. Displacement field of the analyzed structure resulting from load was computed by means of digital image correlation coefficient. The application of homography mapping enabled the deflection curve to be computed from two images of the construction acquired from two distinct points in space. The shape filter and rectangular marker detector were implemented to provide higher level of automation of the method. There are discussed developed methodology, created architecture of software tool as well as experimental results obtained from tests made on lab set-ups.

PL

W pracy przedstawiono opracowany prototyp systemu wizyjnego do pomiarów dwuwymiarowych deformacji konstrukcji. Pole przemieszczeń analizowanego obiektu, powstałe pod wpływem działających obciążeń, wyznaczono przy pomocy znormalizowanego współczynnika korelacji. Zastosowanie przekształcenia homograficznego umożliwiło wykonanie pomiarów ugięcia konstrukcji na podstawie jej dwóch obrazów zarejestrowanych z dwóch różnych punktów przestrzeni. Zaimplementowany filtr kształtów oraz detektor znaczników referencyjnych umożliwił zwiększenie automatyzacji procesu pomiarowego. W artykule przedstawiono opracowaną metodykę, architekturę stworzonego oprogramowania oraz wyniki testów eksperymentalnych systemu na stanowisku laboratoryjnym.

14

Zastosowanie metod wizyjnych do monitorowania stanu konstrukcji

Uhl T., Kohut P., Holak K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 6

569-572

PL

W pracy dokonano przeglądu dostępnych na rynku trójwymiarowych wizyjnych systemów pomiarowych. Przedstawiono koncepcję nowego systemu wizyjnego do pomiaru deformacji i struktury obiektów inżynierii lądowej oraz pomiaru przebiegów drgań, oraz wizualizacji operacyjnych postaci drgań. W artykule przedstawiono wstępne wyniki testów metody pomiaru ugięcia konstrukcji z wykorzystaniem współczynnika korelacji obrazów na stanowisku laboratoryjnym oraz na obiektach rzeczywistych.

EN

Review of 3D vision measurement systems available on the market is presented in the paper. A concept of new vision systems dedicat-ed to measurements of deformation and geometry of civil engineer-ing objects as well as vibrations of structures and visualization of operational shape modes is introduced. The first system described in the paper enables in-plane defection course to be obtained by means of homography matrix and digital image correlation. As a result the deflection field can be computed from two images of the structure acquired from two different points in space. Epipolar geometry methods were introduced in order to provide 3D deformation's of the structures. The second system enables obtaining amplitudes of vibrations of analyzed scene objects along with their structure based upon data derived from one or two calibrated digital fast cameras. For this purpose techniques based on epipolar geometry are employed. Courses of vibrations computed by the system can be used as data for experimental modal analysis. Mode shapes visualization can be carried out by a high resolution digital camera and developed lock-in techniques. Results of preliminary tests of 2D vision deflection measurement method using digital image correlation coefficient in the laboratory as well as on the real construction are presented.

15

Metody wizyjne w robotyce. Cz.2

Kohut P.

Przegląd Spawalnictwa

|

2009

|

R. 81, nr 1

31-38

PL

Przedstawiono zastosowanie systemów wizyjnych w robotyce, dokonano ich klasyfikacji, omówiono budowę oraz zadania systemów wizyjnych, zaprezentowano podstawowe przekształcenia cyfrowego przetwarzania obrazów.

EN

The article presents the application of vision systems in robotics as well as their classification, structure and functions along with fundamental transformations of digital image processing.

16

Application of modal analysis supported by 3D vision-based measurements

Kohut P., Kurowski P.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2009

|

Vol. 47 nr 4

855-870

EN

In the paper, applications of the 3D vision techniques to the modal analysis method are presented. The goal of the project was to develop a methodology for vibration amplitude measurements and a software tool for modal analysis based on visual data. For this purpose, dedicated procedures and algorithms based on the vision technique methods were developed. 3D measurements of vibrations and structure geometry were obtained by application and developing passive 3D vision techniques.The amplitude of vibrations was calculated for selected points on thestructure. Necessary vision data were received from the high-speed digital camera ”X-Stream Vision” in form of ”avi” files that were used as the input data for the developed software tool. The amplitude of vibration displacements obtained from vision-based measurements were treated as the input data for operational modal analysis algorithms. In this domain, the Balanced Realization algorithm has been used.

PL

W artykule zaprezentowano wykorzystanie trójwymiarowych technik wizyjnych w metodach analizy modalnej. Przedstawiono opracowaną metodykę pomiarów amplitudy drgań oraz narzędzie programowe do realizacji analizy modalnej bazującej na danych wizyjnych. Opracowano dedykowane procedury i algorytmy wykorzystujące metody wizyjne. Amplituda drgań została obliczona w wybranych punktach pomiarowych struktury. Trójwymiarowe pomiary drgań oraz geometrię struktury uzyskano poprzez zastosowanie i opracowanie trójwymiarowych pasywnych metod wizyjnych. Jako dane wejściowe do opracowanego narzędzia programowego użyto sygnały wizyjne otrzymane z „szybkiej” kamery cyfrowej X-StreamVision w postaci plików ’avi’. Uzyskana z systemu wizyjnego amplituda drgań stanowiła dane wejściowe do algorytmu operacyjnej analizy modalnej. W tej dziedzinie wykorzystany został algorytm zbilansowanej realizacji (ang. Balanced Realization).

17

Metody wizyjne w robotyce. Cz.1

Kohut P.

Przegląd Spawalnictwa

|

2008

|

R. 80, nr 12

21-25

PL

Przedstawiono zastosowanie systemów wizyjnych w robotyce, dokonano ich klasyfikacji, omówiono budowę oraz zadania systemów wizyjnych, zaprezentowano podstawowe przekształcenia cyfrowego przetwarzania obrazów.

EN

The article presents the application of vision systems in robotics as well as their classification, structure and functions along with fundamental transformations of digital image processing.

18

Optyczny pomiar amplitudy drgań maszyn wibracyjnych

Kohut P., Giergiel M.

Modelowanie Inżynierskie

|

2008

|

T. 4, nr 35

51-58

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie dwu- oraz trójwymiarowych metod wizyjnych do pomiaru amplitud drgań korpusu maszyny wibracyjnej pracującej pod wpływem obciążeń eksploatacyjnych. W tym celu opracowano metodykę, algorytmy i procedury oparte na technikach wizyjnych oraz dokonano ich implementacji w środowisku MATLAB. Przetestowano ich skuteczność eksperymentalnie na stanowisku badawczym.

EN

In the paper the application of 2D and 3D vision techniques for amplitude vibration measurements of vibratory machine working under operating conditions was presented. For this purpose method and algorithms were developer of image analysis and discrete epipolar geometry with the usage of one camera. They were implemented in programming environment - MATLAB and tested on experimental set-up.

19

Optical Measurement of Amplitude of Vibration of Machine

Kohut P., Giergiel M.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2008

|

Vol. 12, nr 2

147-156

EN

In the paper the application of 2D and 3D vision techniques for amplitude vibration measurements of vibratory machine working under operating conditions was presented. For this purpose method and algorithms were developed of image analysis and discrete epipolar geometry with the usage of one camera. They were implemented in programming environment - MATLAB and tested on experimental set-up.

20

Zastosowanie trójwymiarowych technik wizyjnych do pomiaru i analizy drgań

Kohut P., Kurowski P.

Diagnostyka

|

2007

|

nr 3(43)

55-63

PL

Obecnie dużą wagę przywiązuje się do nowoczesnych bezstykowych metod pomiaru drgań mechanicznych. Mogą być tutaj wykorzystywane różne techniki, np. magnetyczne, laserowe, wizyjne, akustyczne. W prezentowanym artykule autorzy skupiają się na wykorzystaniu technik wizyjnych, a w szczególności na zastosowaniu metody struktury z ruchu do pomiaru i analizy drgań. Na bazie dekompozycji na wartości osobliwe zostały opracowane i zaimplementowane ich różne modele: prostopadły, prostopadły skalowany oraz para-perspektywiczny. Amplituda drgań jest wyznaczana dla wybranych punktów pomiarowych analizowanego obiektu. Każdy punkt reprezentowany jest przy pomocy znacznika montowanego na konstrukcji. W artykule zawarto rozważania teoretyczne dotyczące omawianych metod, ich weryfikację na podstawie danych symulacyjnych oraz wstępne testy eksperymentalne.

EN

At present time they attach importance to modern non-contact methods of mechanical vibration measurements. There can be used various techniques, e.g.: magnetic, laser, visual, and acoustics. In the paper authors concentrate in application of vision techniques: structure from motion for vibration measurement and analysis in particular. There were developed and implemented various models: orthographic, scaled orthographic and para-perspective on the basis of singular value decomposition method. Amplitude of vibration was calculated for selected measurement points of analysed object. Each measurement point was represented by means of marker mounted on a construction. In the paper theoretical considerations of mentioned methods and verification based on simulation data as well as initial experimental tests were discussed.