Desarrollo de soluciones basadas en visión artificial. Visión artificial y análisis de imagen. Junio 2013

Transcripción

1 Desarrollo de soluciones basadas en visión artificial. Visión artificial y análisis de imagen aplicadas a la industria. Junio 2013

2 Centro Tecnológico AIMEN 1967 El Centro Tecnológico AIMEN se estableció en Porriño en 1967, promovido por un grupo de compañías para proveeer servicios de I+D a la industria. 46 años más tarde Uno de los principales centros en España en el campo de los Materiales y Tecnologías de Unión. 109 compañías asociadas. Más de 600 clientes informes técnicos. 100 proyectos de I+D+i anuales. Mejorar la capacidad tecnológica de nuestros miembros para incrementar su competitividad en mercados internacionales aimen@aimen.es 2

3 Centro Tecnológico AIMEN AUTOMOTIVE AUTOMOCIÓN SHIPYARDS ENERGY ENERGÍA AERONAUTICS METALMECHANICS ASTILLEROS AERONÁUTICA METAL MECÁNICO (COASA Composites) 3

4 Centro Tecnológico AIMEN Planta de Tecnologías de Unión Centro de Procesado Láser Materiales y Procesos de Fabricación Inspección Ingeniería Gestión Industrial Diseño, Simulación y Automática Centro Tecnológico AIMEN Transferencia Tecnológica Medio Ambiente Formación Gestión de Proyectos aimen@aimen.es 4

5 Departamento de Diseño, Simulación y Automática aimen@aimen.es 5

6 Grupo de Automática Objetivos Monitorizar la evolución de las tecnologías de robótica y automática. Desarrollar nuevas aplicaciones robotizadas/automatizadas, promoviendo su implementación en la industria. Actividades Robótica Automática y diseño de sistemas de control Monitorización de procesos en línea Procesado y análisis de señal e imagen Desarrollo de sistemas de inspección Aplicaciones de visión artificial aimen@aimen.es 6

7 Grupo de Automática Software comercial Visual Studio 2010.NET National Instruments developer suite Matlab development environment Sherlock machine vision software MVTec Halcon v10 machine vision software RobotStudio simulation and offline programming Quartus II FPGA design software 7

8 Grupo de Automática Software libre OpenCV PCL ROS PythonXY, NumPy, PyLab, SciPy, Scikit-learn 8

9 Grupo de Automática Equipamiento hardware Cámaras CMOS y CCD (alta resolución; alta velocidad; alta sensibilidad) Kinect Cámaras termográficas Ópticas: objetivos, filtros Escáneres 3D (laser, luz blanca) Framegrabbers TAC industrial para piezas de grandes dimensiones de desarrollo propio y patentado aimen@aimen.es 9

10 Proyecto VIEIRA PROYECTO VIEIRA: DESARROLLO DE UN SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE VIEIRAS BASADA EN VISIÓN 3D 10

11 Proyecto VIEIRA MOTIVACIÓN Métodos manuales para la clasificación Incertidumbre en los instrumentos de medida. Inspección visual subjetiva. OBJETIVOS Reducción del número de personas necesarias para la clasificación. Procesamiento más rápido. La cantidad buscada es de poder clasificar dos vieiras por segundo. Gran precisión en la clasificación. No es necesario manejar manualmente las vieiras para su clasificación. 11

12 Proyecto VIEIRA 12

13 Proyecto VIEIRA Vieiras situadas en una cinta transportadora. Fotocélula en el inicio de la cinta detecta la vieira. Envío de señal de trigger a la cámara para adquirir la imagen 3D. aimen@aimen.es 13

14 Proyecto VIEIRA 14

15 Proyecto VIEIRA Se desarrolló una aplicación software que aunaba el HMI del operador, base de datos y las librerías de visión artificial que incluía la comunicación con la cámara y los algoritmos de procesado. Algoritmos desarrollados: Volumen. Eje mayor de la vieira. Eje menor de la vieira. Superficie. Identificación de vieiras. aimen@aimen.es 15

16 Proyecto SONIA PROYECTO SONIA: SISTEMA ROBOTIZADO FLEXIBLE PARA SERIES CORTAS O ÚNICAS aimen@aimen.es 16

17 Proyecto SONIA MOTIVACIÓN Dificultad en la implantación de sistemas robóticos No es rentable en las pymes debido a los tamaños de lotes pequeños. Barrera económica y tecnológica a la automatización. Dificultad de encontrar trabajadores con capacidad de trabajar con robots. Formas más nuevas e intuitivas de interacción entre las personas y los robots. Programación más fácil y accesible. aimen@aimen.es 17

18 Proyecto SONIA APLICACIÓN PARTICULAR Trabajo centrado en el desbastado de cordones de soldadura en toberas de barco. - Geometría. Puntos importantes - Homogeneidad de la superficie. - Especificaciones dimensionales. Características del trabajo - Proceso laborioso y lento. - Muy dependiente del trabajador. - Involucra la dedicación completa de una media de 2-3 trabajadores especializados durante el 20-35% de las horas de producción. aimen@aimen.es 18

19 Proyecto SONIA OBJETIVO Desarrollo de una celda robótica capaz de realizar operaciones de fresado y pulido en diferentes estructuras de gran tamaño. Incrementa la productividad. Incrementa la competitividad. Mejora las condiciones de los trabajadores. DESARROLLO Programacion del robot basada en CAD. Un sistema para detección y localización de los cordones de soldadura para reajustar las trayectorias, Un sistema de control de fuerza que garantice la presión de contacto necesarua con la pieza a procesar. aimen@aimen.es 19

20 Proyecto SONIA Las trayectorias necesitan readaptarse Sistema de visión 3D (cámara + láser) montado en la muñeca del robot. aimen@aimen.es 20

21 Proyecto SONIA 21

22 Proyecto SONIA Detectar y cuantificar Posición Orientación Ancho Espesor La información obtenida por el sistema de visión 3D se une con los datos obtenidos del sistema de programación off-line, corrigiendo los errores de posición. aimen@aimen.es 22

23 Proyecto SONIA LOCALIZACIÓN DE LA TOBERA 23

24 Proyecto SONIA 24

25 Proyecto SALMÓN PROYECTO SALMÓN: DESARROLLO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO DE CORTE LÁSER PARA PRENDAS DE LENCERÍA FEMENINA ASISTIDA POR VISIÓN ARTIFICIAL 25

26 Proyecto SALMÓN MOTIVACIÓN Actual proceso manual en SELMARK Posicionamiento manual de los troqueles. Operación manual de la máquina de corte. Variedad de encajes para cada temporada Diferentes formas, tamaños, colores, patrones 26

27 Proyecto SALMÓN Solución propuesta Programación offline basada en CAD. Se usa el CAD del troquel como una matriz virtual superpuesta sobre la imagen de la prenda para cortar. Localización basada en visión artificial Cámara montada en la celda sobre el área de trabajo. 27

28 Proyecto SALMÓN Se busca precisión sub-milimétrica en los puntos de casado Puntos en los cuales las dos piezas deberían de concordar en la prenda final Pequeños desalineamientos; impacto antiestético en la prenda. Puntos de casado 28

29 Proyecto SALMÓN Programación offline basada en CAD Definición del origen del CAD de cada pieza en un punto de casado. Conversión del CAD a un programa robot ejecutable. Procedimiento gráfico Posicionamiento del CAD sobre la imagen de la prenda de modo análogo al troquel. Extracción de un modelo basado en formas. aimen@aimen.es 29

30 Proyecto SONIA Localización submilimétrica de los puntos de casado Corte automático 30

31 Proyecto SALMÓN RESULTADOS Automatización del corte láser de la prenda usando visión artificial Programación gráfica Rápida e intuitiva: programación del robot transparente al operador. Supresión de troqueles, sin necesidad de utillajes. aimen@aimen.es 31

32 Proyecto CARLOS PROYECTO CARLOS: VISIÓN DE MANIPULADOR MÓVIL COOPERATIVO EN OPERACIONES DE HABILITACIÓN NAVAL 32

33 Proyecto CARLOS VISIÓN DE MANIPULADOR MÓVIL COOPERATIVO EN OPERACIONES DE HABILITACIÓN NAVAL Localización de área de trabajo mediante visión 3D Planificación de trabajo Guiado de brazo durante proceso Capacidad de interaccionar con operarios humanos para recibir indicaciones y para solicitar información (zona de trabajo, resolución de ambigüedades, etc.) aimen@aimen.es 33

34 Otros proyectos OTROS PROYECTOS 34

35 Otros proyectos DETECCIÓN Y CLASIFICACIÓN AUTOMÁTICA DE DEFECTO EN CÉLULAS SOLARES Y AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE REPARACIÓN Detección, clasificación y localización automática de defectos en imágenes de células solares. Alineamiento de célula en sistema de procesado láser Automatización de operaciones láser de aislamiento y corte aimen@aimen.es 35

36 Otros proyectos DESARROLLO DE SISTEMAS DE CONTROL EN TIEMPO REAL BASADOS EN VISIÓN ARTIFICIAL Control de láser cladding usando un sistema basado en FPGA Focusing Lenses CMOS Camera Optical Filters Beam Splitter Mirror 36

37 Otros proyectos ESTUDIO Y DISEÑO EXPERIMENTAL DE UN SISTEMA BASADO EN VISIÓN ARTIFICIAL ORIENTADO AL CONTROL DE CALIDAD Y CONTAJE DE PIZARRAS PALETIZADAS aimen@aimen.es 37

38 AIMEN Central y Laboratorios c/ Relva 27 A O PORRIÑO (Pontevedra) Telf Fax Delegación Tecnológica Ourense Parque Tecnolóxico de Galicia SAN CIBRAO DAS VIÑAS (Ourense) Telf Fax Delegación Tecnológica Santiago de Compostela C. Univ. Sur Edif. Feuga Despacho nº3 Rúa Lope Gómez de Marzoa SANTIAGO DE COMPOSTELA (A Coruña) Telf Fax Delegación Tecnológica A Coruña Fundación Mans Paideia Pol. Pocomaco - Parcela D-22 - Oficina 20A A CORUÑA (A Coruña) Telf Gracias por su atención Delegación Tecnológica Madrid Avda. del General Perón, 32, 8º H MADRID (Madrid) Tlf Delegación Tecnológica Brasil Telf. (+55) Manuel Álvarez Souto Ingeniero I+D T masouto@aimen.es aimen@aimen.es 38