Kokeilun alkutilanne
Sermatech Oy:llä oli tarve selvittää suurnopeuskuvauksen käyttömahdollisuuksia suurella nopeudella tapahtuvien liikkeiden laaduntarkastukseen. Kohde sopi hyvin modernisointikokeilun kohteeksi Teknologiayritysten modernisointi tekoälyn ja robotiikan avulla –hankkeessa, koska suurnopeuskuvauksella tuotannon modernisointi on mahdollista hyvin nopeissakin tuotantoprosesseissa.
Miksi päädyttiin tekemään tällainen kokeilu?
Sermatech halusi parantaa erään tuotantoprosessin laatua tutkimalla hyvin nopeaa liikettä tekevää prosessia. Suurnopeuskuvaus tunnistettiin tähän tarkoitukseen mahdollisesti soveltuvaksi teknologiaksi. Jotta suurnopeuskuvauksen ja reaaliaikaisen analysoinnin mahdollisuuksia pystyttiin todentamaan, päätettiin tehdä kokeilu, jossa vapaassa putoamisliikkeessä olevia pieniä palloja, kuvattiin, tunnistettiin ja laskettiin suurnopeuskuvausta hyödyntäen.
Millaisia kokeiluja tehtiin?
Kokeilua varten rakennettiin testisetup, jossa muovipalloja syötettiin uramaisen suppilon läpi vapaaseen putoamisliikkeeseen (kuva 1). Suurnopeuskamerana tässä kokeilussa käytettiin RoboAI-laboratorion XIMEA xiQ -kameraa. Palloja kuvattiin sivulta kohtisuorasti niiden putoamisliikettä vastaan. Pallojen laskeminen perustui analysointiohjelmaan, joka tarkasti ensin pallojen muodon ja koon. Sen jälkeen ohjelma tarkasti, ovatko pallot uusia. Se tehtiin sen perusteella, olivatko pallot kahden viivan väliin muodostuvalla alueella vai poissa sieltä. Kun pallot tulivat alueelle, ja ne tunnistettiin oikean kokoisiksi ja muotoisiksi, saivat ne yksilöllisen ID:n, joka niillä oli koko alueella olemisen ajan. Kun pallo poistui alueelta, pallon seuranta lopetettiin. ID:n perusteella pallo lisättiin yhdeksi palloksi kokonaismäärässä.
Millaisia lopputuloksia kokeiluista saatiin?
Tässä kokeilussa suurnopeuskameran kuvausnopeutena (framerate) oli vain 192 kuvaa sekunnissa, koska se oli putoamisliikkeessä olevien kappaleiden tunnistamiseen riittävä nopeus. Käytetyllä kameralla voidaan kuvata paljon suuremmillakin nopeuksilla. Mitä suuremmaksi nopeus kasvatetaan, sitä pienemmällä resoluutiolla kuvia voidaan ottaa. Esimerkiksi nopeudella 1200 kuvaa/s suurin mahdollinen resoluutio on 480 x 320 pikseliä. Tässä kokeilussa kuvattaessa nopeudella 192 kuvaa/s oli kuvausresoluutio 1280 x 1024 pikseliä. Tällaisella resoluutiolla ja nopeudella muovipallojen tunnistaminen ja laskeminen onnistui sataprosenttisesti.
Seuraavassa videossa on esitetty kokeilun kuvausjärjestely ja ohjelman toiminta.
Kiitokset Sermatechille hyvästä esimerkkitapauksesta!
