Wzorzec otworu

Kształt otworu można zdefiniować za pomocą zbioru odcinków i krzywych opisujących krawędź otworu. Przyjmując reprezentację kształtu otworu w postaci Nw odcinków, musimy zapamiętać położenie 2N_w punktów, określających początek i koniec każdego odcinka. Ponieważ kolejne odcinki są ze sobą połączone i tworzą kontur zamknięty, osta-tecznie w celu opisania kształtu otworu wystarczy zapamiętać położenie Nw punktów określających początek każdego odcinka. Niechaj ^WW_i = (^Wx_{w i},^Wy_{w i}) oznacza i-ty punkt wzorca, zdefiniowany w lokalnym układzie współrzędnych wzorca W. Ostatni punkt^WWNw+1 określa położenie końca ostatniego odcinka wzorca otworu.

Struktura wzorca (zbiór punktów ^WW_i) jest taka sama dla wszystkich typów spa-wanych otworów, dzięki czemu dopasowanie otworu do otrzymanych punktów krawędzi

JPkr_k, jak również generowanie trajektorii wysyłanej do robota, realizowane jest iden-tycznie, niezależnie od kształtu otworu. Rozkład punktów^WWi może być otrzymywany z dokumentacji technicznej sita, dostępnej w postaci pliku DXF, lub z bitmapy przedsta-wiającej kształt otworu (plik BMP ). W przypadku pokazanym na rysunku 6.32, punkty krawędzi wzorca otworu wyznaczane są na drodze obróbki obrazu. Po odpowiedniej ob-róbce (przesunięciu i obrocie) stają się one punktami^WW_i wzorca otworu. Dokładność odwzorowania kształtu otworu zależy od rozdzielczości wykorzystanego obrazu.

Wzorzec otworu może podlegać transformacjom, do których należą: przesunięcie w osi x i y, obrót w układzie współrzędnych obrazu oraz skalowanie (zmiana rozmia-ru). Zmiana rozmiaru wzorca otworu realizowana jest przez zmianę położenia punktów wzorca wzdłuż osi x i y w lokalnym układzie współrzędnych wzorcaW. Powyższe trans-formacje definiowane są przez wektor

Xw =^[xw, yw, αw, kxw, k_{y w}^]T, (6.24)

a) b)

x^′ y^′

W

Rysunek 6.32: Wzorzec otworu. a) bitmapa zawierająca obraz otworu; b) punkty^WW_i, definiujące kształt otworu w układzie współrzędnych otworuW.

W

J x

y

x^′ y^′

x_w

yw αw

Rysunek 6.33: Transformacja wzorca otworu - obrót i przesunięcie. Zmiana rozmiaru wzorca realizowana jest w jego lokalnym układzie współrzędnych.

gdzie xw i ww odpowiadają za przesunięcie wzorca otworu, αw jest kątem obrotu a kxw

i k_{y w}są współczynnikami skalowania wzorca otworu w lokalnym układzie współrzędnych (wzdłuż i w poprzek wzorca otworu) - por. rys. 6.33.

Korzystając ze znajomości wartości elementów wektoraXw można zdefiniować funk-cję V_o(Xw,^WW_i), transponującą położenie i-tego punktu wzorca^WW_i= (^Wx_wi,^Wy_{w i}) z lokalnego układu wzorcaW na układ współrzędnych obrazu J.

JW_i = V_o(Xw,^WW_i) :

{ Jxw i= xw+ cos(αw)· kxw·^Wxw i− sin(αw)· k_{y w}·^Wy_{w i}

Jy_{w i}= yw+ sin(αw)· kxw·^Wxw i+ cos(αw)· k_{y w}·^Wy_{w i}.

(6.25)

Ze wzorcem otworu związane są również dodatkowe informacje, konieczne do pra-widłowego wygenerowania trajektorii palnika i wykonania procesu spawania rurki do sita. Są to między innymi informacje o: dopuszczalnym położeniu punktów startowych trajektorii¹³, odległości trajektorii spawania od krawędzi otworu¹⁴, prędkości przesuwa-nia narzędzia oraz prądzie spawaprzesuwa-nia na poszczególnych odcinkach trajektorii spawaprzesuwa-nia.

13Trajektoria spawania z powodów technologicznych nie może rozpoczynać się bezpośrednio na kra-wędzi otworu, konieczne jest wykonanie tzw. dojazdu, potrzebnego do zajarzenia łuku i utworzenia jeziorka roztopionego materiału.

14Spawanie metodą TIG w przypadku, gdy palnik umieszczony jest bezpośrednio nad krawędzią otworu powoduje powstawanie dziur wynikających z niewielkiej ilości materiału w samej rurce. Wynika to stąd, że grubość ścianki rurki jest stosunkowo niewielka w stosunku do grubości sita. Ponieważ spoina powstaje w wyniku przetopienia materiału, konieczne jest niewielkie przesunięcie trajektorii palnika w kierunku powierzchni sita w celu stopienia większej ilości materiału znajdującego się w sicie. Skoncentrowanie łuku spawalniczego na samej rurce spowoduje roztopienie rurki przy stosunkowo niewielkim naruszeniu materiału sita co w efekcie prowadzi do powstania dziury.

Konieczne jest również podanie długości zakładki, potrzebnej na wygaszenie łuku spa-walniczego (po wyłączeniu spawarki, palnik dalej porusza się wzdłuż trajektorii spawa-nia, ponownie pokonując tę samą ścieżkę). W przypadku niektórych typów wymienni-ków ciepła, konieczne stało się zdefiniowanie różnych odległości trajektorii spawania od krawędzi otworu, na różnych odcinkach i łukach kształtu spawanego otworu oraz w za-leżności od położenia otworu względem układu współrzędnych sita. Proces generowania ostatecznej trajektorii palnika nie będzie szerzej omawiany, w dalszej części ograniczono się jedynie do opisu dopasowania wzorca otworu do znalezionych punktów krawędzi, którego wynikiem jest otrzymany wektor Xwopt współczynników transformacji wzorca otworu, najlepiej pasujący do znalezionego zbioru punktów^JPkr_k i^JP_kr^⋆

k. 6.4.2 Kryterium jakości dopasowania otworu

W celu dopasowania wzorca otworu ^WW_i do znalezionych punktów krawędziowych

JPkr_k i^JP_kr^⋆

k (znalezienie najlepszej transformacji wzorca otworuXwopt), konieczne jest zdefiniowanie kryterium jakości J_o(Xw,^JP_krk,^JP_kr^⋆ uwzględnieniu skalowania i przemieszczenia wzorca zgodnie z zadanym wektorem trans-formacji Xw. N_kr i N_kr^⋆ są odpowiednio liczebnością zbiorów punktów ^JP_krk i ^JP_kr^⋆

k. Współczynnik ϱ_w⋆(przyjęto wartość ϱ_w⋆= 0, 4) określa zmniejszoną wagę wpływu punk-tów^JP_kr^⋆

k na ostateczny efekt dopasowania wzorca do znalezionego na obrazie otworu.

Parametr ϱws decyduje o wartości składnika związanego z karą za zmianę rozmiaru wzorca poza domyślny rozmiar otworu. Rozmiar otworu na obrazie ustalany jest nie-zależnie dla każdej serii spawanych sit i zależy między innymi od odległości między kamerą a otworem podczas wykonywania zdjęcia oraz od parametrów kamery, takich jak rozdzielczość matrycy i długość ogniskowej obiektywu.

Ponieważ otwory są wycinane w sitach za pomocą lasera z bardzo dużą precyzją, wszystkie powinny mieć na obrazie taki sam kształt i rozmiar. W praktyce kształt i roz-miar widocznego na obrazie otworu nie pasuje idealnie do kształtu wzorca. Podstawowe czynniki powodujące odstępstwa rozmiaru i kształtu są następujące:

• Błędy podczas wycinania otworów w sicie - Otwory są wycinane z wystarczająco dużą dokładnością, aby przy spawaniu metodą TIG, ten czynnik błędów mógł być pominięty. W przypadku spawania otworów za pomocą lasera, rurki przed spawaniem są rozpęczniane, co powoduje niewielką deformację kształtu otworu.

• Deformacje sita w wyniku nagrzewania materiału - Jest to podstawowa przyczyna konieczności skalowania rozmiaru wzorca otworu. Deformacja sita wynikająca z rozgrzewania się materiału szczególnie istotna jest w przypadku wymienników serii B w których mamy do czynienia z dużą liczbą niewielkich, gęsto upakowanych otworów. W przypadku tych wymienników spawane otwory mają kształt okrągły.

W wyniku deformacji sita otwory mogą zostać lekko rozciągnięte lub ściśnięte, stąd też konieczność niezależnego skalowania otworu w dwóch ortogonalnych osiach.

• Niepewność położenia kamery względem lokalnego układu współrzędnych otworu -Pierwszym etapem spawania wymiennika ciepła jest globalne rozpoznanie sita, po-legające na wyznaczeniu położenia lokalnych układów współrzędnych wszystkich otworów w sicie. Gdy położenie powierzchni spawanego sita w układzie współ-rzędnych robota nie zostanie prawidłowo ustalone, położenie kamery w momencie

wykonywania zdjęcia (lokalne rozpoznawanie otworu) odbiega od położenia zada-nego (kamera powinna znajdywać się dokładnie nad otworem w zadanej odległo-ści). W takim przypadku widoczny na obrazie otwór może mieć nieco inny rozmiar oraz mogą pojawić się niewielkie zniekształcenia związane z perspektywą (gdy oś optyczna kamery nie jest dokładnie prostopadła do powierzchni sita). W celu eliminacji wpływu perspektywy należy nieco zmodyfikować wzór 6.25. Błędy roz-poznawania otworu wynikające z niepewności położenia kamery eliminowane są poprzez rozpoznanie położenia powierzchni sita wokół otworu za pomocą lasero-wego, triangulacyjnego czujnika odległości¹⁵.

Poza eliminacją wpływu perspektywy, wszystkie wymienione deformacje kształtu otwo-ru mogą być skompensowane poprzez umożliwienie rozciągnięcia lub ściśnięcia wzorca otworu wzdłuż i w poprzek osi symetrii otworu (parametry k_xw i k_{y w} wektora Xw).

W nowszej wersji systemu wizyjnego, na podstawie znajomości położenia kamery wzglę-dem lokalnego układu współrzędnych otworu P, położenie punktów krawędzi otworu

JP_krk i ^JP_kr^⋆

k przeliczane jest z położenia punktów w układzie obrazu J na położenie punktów w lokalnym układzie otworu P. W wyniku przeprowadzenia tej operacji do-stajemy zbiory punktów ^PP_krk i ^PP_kr^⋆

k. Dopasowanie wzorca otworu do znalezionych punktów odbywa się nie jak poprzednio na obrazie ale bezpośrednio w układzie współ-rzędnych otworu. W takim przypadku nie musimy uwzględniać modyfikacji kształtu wzorca wynikających z perspektywy. Łatwiej jest również dobrać, na podstawie doku-mentacji technicznej wymiennika ciepła, właściwy rozmiar wzorca otworu¹⁶.

Wartość zwracana przez funkcję D_o(Xw,^JP ,^WW_i), wykorzystywaną we wzorze 6.26, oznacza odległość testowanego punktu ^JP od wzorca otworu przy zadanym wektorze transformacjiXw. Czas wyznaczenia wartości funkcji D_o(·) zależy od sposobu reprezen-tacji kształtu otworu. W celu zmniejszenia liczby wykonywanych obliczeń, odpowiednio pogrupowano i uporządkowano punkty^WWi, definiujące kształt otworu. Ze względu na czytelność pracy przedstawiono definicję funkcji D_o(·) bez uwzględnienia wewnętrznego podziału punktów wzorca, wynikającego z specyficznej implementacji obliczeń, służą-cych skróceniu czasu minimalizacji kryterium Jo(·).

Podczas obliczania odległości testowanego punktu od wzorca otworu założono, że położenie testowanego punktu ^JP nie będzie zmieniane. Wykorzystując wektor trans-formacji Xw oraz korzystając z zależności (6.25), przeliczane jest położenie punktów wzorca^WW_i na układ współrzędnych obrazu¹⁷. Otrzymujemy zbiór punktów ^JW_i.

Wyznaczanie odległości testowanego punktu ^JP od wzorca polega na znalezieniu dwóch punktów wzorca, ^JWmin1,^JWmin2 ∈ ^JWi, najmniej oddalonych od punktu ^JP . Wymieniona wcześniej funkcja D_o(Xw,^JP ,^WW_i) ocenia odległość testowanego punktu

JP od znalezionego odcinka ^JW_min1^JW_min2 (odpowiadającego punktowi ^JP - różnym punktom mogą odpowiadać różne pary punktów ^JWmin1,^JWmin2). Na rysunku 6.34 w sposób graficzny przedstawiono ideę wyznaczenia wartości kryterium J_o(·). Czerwone kropki oznaczają położenie punktów^JW_i dla danego wektora transformacji Xw. Ciągła niebieska linia oznacza wygenerowaną trajektorię palnika dla przedstawionego położenia wzorca otworu przy zadanym odsunięciu trajektorii od krawędzi otworu. Zielone i po-marańczowe kropki oznaczają znalezione punkty krawędzi otworu, odpowiednio^JP_krk i

JP_kr^⋆

k. Zielone i pomarańczowe odcinki reprezentują odległości punktów krawędzi

otwo-15Po rozpoznaniu otworu, z wzorca pobierane jest położenie czterech punktów pomiaru wysokości, leżących w niewielkiej odległości od krawędzi otworu. Położenie tych punktów przeliczane jest na poło-żenie w lokalnym układzie współrzędnym otworu a następnie za pomocą czujnika odległości realizowany jest pomiar położenia płaszczyzny sita. Na koniec wyznaczana jest trajektoria palnika, uwzględniająca wyznaczoną powierzchnię sita.

16W nowszej wersji systemu rozmiar otworu podawany jest w minimetrach. W starszej podawany jest w pikselach i uzależniony jest od położenia kamery oraz długości ogniskowych obiektywu.

17Testowano również rozwiązanie polegające na przeliczaniu położenia punktów krawędzi otworu

JPkr_k i^JP_kr^⋆_k z układu współrzędnych obrazuJ do układu współrzędnych wzorca W. W efekcie jednak otrzymano dłuższy czas wykonywania funkcji Do(·) w wyniku czego koncepcja ta została odrzucona.

Rysunek 6.34: Graficzne przedstawienie kryterium dopasowania wzorca otworu do zna-lezionych punktów krawędziowych otworu.

ru od wzorca (długości odcinków odpowiadają wartościom zwracanym przez funkcję Do(·)). Pomijając składnik związany z karą za zmianę rozmiaru wzorca, funkcja Jo(·) wyznacza sumę odległości znalezionych punktów krawędzi otworu od wzorca otworu dla zadanego wektora transformacjiXw.

6.4.3 Minimalizacja funkcji kryterium

Dopasowanie wzorca otworu do znalezionych punktów krawędzi sprowadza się do znale-zienia odpowiedniego wektora transformacjiXwopt, zapewniającego najmniejszą wartość kryterium dopasowania Do(Xw,·). Minimalizacja funkcji wielu zmiennych może być do-konywana przy użyciu wielu metod, których efektywności są bardzo zróżnicowane. Do typowych metod numerycznych należą klasyczne metody gradientowe lub bezgradien-towe [7] [25] oraz algorytmy genetyczne [2] [28] [50].

Do znanych metod poszukiwania rozwiązań optymalnych należy metoda Hooke’a-Jeevesa (tzw. metoda błądzenia) oraz metoda Rosenbrocka, która jest jej modyfika-cją, polegającą przede wszystkim na możliwości obrotu wektora kierunków poszukiwań.

Wraz z metodą Neldera-Meada (sympleksem) należy ona do metod przeszukiwania pro-stego, które z kolei tworzą wraz z metodami kierunków poprawy (np. Gaussa-Seidela, najmniejszego spadku, Powella) grupę metod optymalizacji wielowymiarowej. Ze wzglę-du na prostotę implementacji, poszukiwanie optymalnej wartości wektora transformacji zrealizowano za pomocą bezgradientowej metody Hooke’a-Jeevesa szukania minimum funkcji, opisanej w dodatku A w postaci zastosowanej w systemie wizyjnym.

Jak w każdej iteracyjnej metodzie poszukiwania minimum funkcji, istnieje ryzyko otrzymania rozwiązania odpowiadającego lokalnemu minimum funkcji kryterialnej. Dla-tego bardzo ważnym aspektem minimalizacji jest dobór odpowiedniego początkowego wektora poszukiwań X0i, gdzie i w naszym przypadku oznacza numer kolejnej próby minimalizacji funkcji kryterialnej przy różnych początkowych wektorach poszukiwań.

Ryzyko otrzymania niewłaściwego minimum lokalnego jest wyższe, jeżeli występuje du-ża liczba niewłaściwie rozpoznanych punktów krawędzi otworu, tak jak ma to miejsce w przypadku przedstawionym na rysunku 6.29. Zastosowano szereg zabezpieczeń, których celem jest uodpornienie procesu dopasowania wzorca otworu na występowanie wielu różnych przypadków błędnie rozpoznanych krawędzi otworu. Jednym z nich jest

zasto-sowanie różnych wag w funkcji kryterialnej (6.26) dla punktów krawędzi otworu o różnej wiarygodności (punkty^JP_krk i^JP_kr^⋆

k). W ten sposób punkty o mniejszej wiarygodności mają mniejszą siłę „przyciągania”. Proces dopasowania wzorca otworów do znalezionych punktów jest wieloetapowy i przebiega następująco:

1. Wybierany jest punkt startowy poszukiwańX01 na podstawie parametrów otworu znalezionego w pierwszej fazie poszukiwań (położenie i orientacja otworu, na pod-stawie którego wykonywane były przekroje obrazu). Przyjmowany jest domyślny rozmiar otworu (ustalony dla danej partii spawanych sit). Uruchamiany jest algo-rytm metody Hooke’a-Jeevesa, którego wynikiem jest wektorXopt1 (dla przyjętego punktu początkowego). Zapamiętywana jest wartość funkcji Jo(Xopt1,·).

2. W przypadku niektórych otworów (np. otworów o kształcie przedstawionym na rysunkach 6.31a i 6.32), rozpoczęcie minimalizacji funkcji z niewłaściwą orien-tacją otworu powoduje otrzymanie minimum lokalnego, odpowiadającego obró-ceniu otworu o 180 stopni. Dlatego też, podczas drugiego etapu dopasowywania przyjmowany jest wektor początkowy poszukiwańX02 taki sam jak w poprzednim punkcie, z tą różnicą, że początkowa orientacja otworu jest zmieniana o 180 stop-ni. Uruchamiany jest algorytm szukania minimum funkcji, którego wynikiem jest rozwiązanie minimalneXopt2. Zapamiętywana jest wartość funkcji Jo(Xopt2,·).

3. Porównywane są oba rozwiązania i wybierane te, dla którego funkcja kryterium J_o(·) przyjmuje mniejszą wartość:

Xopt3 =

{ Xopt1 dla J_o(Xopt1,·) ¬ Jo(Xopt2,·)

Xopt2 dla Jo(Xopt2,·) < Jo(Xopt1,·) . (6.27) 4. Eliminowane są „odstające” punkty krawędzi otworu. Dla wzorca otworu ^WW_i, umieszczonego w punkcie określonym przez wektor Xopt3, korzystając z funkcji Do(Xopt3,·,^WWi) wyznaczana jest odległość wszystkich punktów ^JP_krk,^JP_kr^⋆

k od wzorca otworu. Następnie wyznaczane jest odchylenie standardowe σ_D odległości otworów od wzorca. Jeżeli otrzymane odchylenie standardowe jest mniejsze od 0.5 lub większe od 5, jest ono „przycinane” do przedziału σ_D∈ ⟨0.5; 5⟩. Eliminujemy te punkty z wektora ^JP_krk, których odległość od wzorca jest większa od 3σ_D. W przypadku punktów z wektora^JP_kr^⋆

k, odległość graniczna wynosi 2.5σD. W ten sposób otrzymujemy zredukowane zbiory punktów^JP_kr′

k,^JP_kr^⋆′

k. Mimo iż powyższe kryterium eliminacji „odstających” punktów jest łagodne, skutecznie eliminowane są pojedyncze, odstające punkty krawędzi otworu. W przypadku większej liczby niewłaściwie rozpoznanych punktów, średnie odchylenie standardowe σD jest na tyle duże, że większość niewłaściwych punktów nie jest usuwana.

5. Przyjmując punkt początkowy poszukiwańXopt3 oraz zredukowane wektory punk-tów ^JP_kr′

k, ^JP_kr^⋆′

k, w wyniku przeprowadzenia minimalizacji funkcji kryterialnej Jo(Xw,^JP_kr′

k,^JP_kr^⋆_′

k

,^WW_i) względem wektora Xw, otrzymujemy wynik w posta-ci wektora Xopt, który opisuje ostateczne położenie i orientację znalezionego na obrazie otworu.

Przedstawiona procedura dopasowywania wzorca otworu do znalezionych punktów krawędziowych okazała się na tyle skuteczna, że implementacja innych metod minima-lizacji funkcji J_o(·), np. metody Rosenbrocka, nie była konieczna.

Duża liczba niewłaściwie wykrytych punktów krawędzi, występujących z jednej stro-ny otworu, wymaga wprowadzenia współczynnika kary za zmianę rozmiaru wzorca otworu. Dobierając wysoką wartość współczynnika kary, przeciwdziałamy nadmierne-mu zwiększeniu lub zmniejszeniu rozmiaru wzorca przez co wzorzec dopasuje się do tej krawędzi otworu, w której występuje większa liczba prawidłowo znalezionych punktów.

Wyniki doświadczeń przeprowadzonych na dostępnych seriach zdjęć, dla włączonej i wyłączonej opcji zmiany rozmiaru wzorca otworu oraz dla różnych wartości parametru ϱws przedstawione są w rozdziale 7.7.

Rozdział 7

Wyniki

Przedstawione w poprzednich rozdziałach algorytmy przetwarzania obrazu od lat z po-wodzeniem wykorzystywane są przy spawaniu wymienników ciepła. Ze względu na nie-przewidywalność pojawiających się zakłóceń, zdarza się, że część otworów nie jest prawi-dłowo rozpoznawana i otrzymana trajektoria jest przesunięta względem krawędzi otwo-ru. Wprowadzono szereg kryteriów pozwalających oszacować, czy rozpoznanie otworu jest prawidłowe. Najważniejszymi kryteriami są: wartość funkcji celu J_o(·) określają-ca jakość dopasowania wzorokreślają-ca otworu do znalezionych punktów krawędziowych ^JP_kr′

k

i^JP_kr^⋆_′

k oraz stosunek liczby znalezionych punktów ^JP_kr′

k do liczby przekrojów obrazu.

Dla wymienionych kryteriów przyjmuje się wartości graniczne, których przekroczenie interpretowane jest jako niewłaściwe wykrycie otworu. Gdy podjęta zostanie decyzja o niewłaściwym rozpoznaniu zdjęcia, otwór jest pomijany. Po zakończeniu spawania całego sita, program sterujący wraca do pominiętych otworów. Operator stanowiska jest proszony o ręczną akceptację wyznaczonej trajektorii palnika lub o jej korektę. Po akceptacji trajektorii przez operatora, otwór jest spawany. Jeżeli mamy niewłaściwie przygotowane pakiety do spawania oraz dużą liczbę otworów w sicie (niektóre pakie-ty zawierają około 150 otworów), zdarza się, że operator dla jednego sita musi ręcznie zatwierdzić rozpoznanie kilku otworów. Zazwyczaj jednak, gdy pakiety są prawidłowo przygotowane oraz odpowiednio zostaną ustawione parametry rozpoznawania obrazu, spawane są całe sita bez konieczności ręcznej korekty trajektorii.

W myśl zasady, że lepiej odrzucić więcej zdjęć niż raz niewłaściwie pospawać otwór, przyjmuje się wartości graniczne kryterium, powodujące odrzucenie zdjęć o niskiej wia-rygodności, nawet jeśli otwór został prawidłowo rozpoznany. Człowiek z łatwością jest w stanie stwierdzić poprawność rozpoznania otworu. W przypadku automatycznej sa-mooceny algorytmu rozpoznawania obrazu, problem nie jest trywialny. Dlatego też, do oceny przedstawionych w pracy algorytmów przetwarzania obrazu należało przygotować serię zdjęć testowych, na których ręcznie wskazano położenie i orientację otworu.

W materiałach elektronicznych dołączonych do pracy, znajduje się katalog ’Badanie algorytmów rozpoznawania otworów’. W katalogu tym umieszczony jest wykonywalny plik programu służącego do testowania algorytmów przetwarzania obrazu oraz anali-zy statystycznej otranali-zymanych wyników (TestAlgorRozpoznOtworow.exe). W katalogu

’wzorceOtworów’ znajdują się pliki graficzne w formacie BMP reprezentujące wzorce otworów. Okno główne programu pokazano na rysunku 7.1. Na przedstawionym rysun-ku widzimy zdjęcie otworu z wyznaczoną trajektorią palnika (czerwona obwódka wokół krawędzi otworu). Po lewej stronie znajduje się pole, na którym widoczny jest aktualnie otwarty katalog wraz z znajdującą się w nim listą plików. W katalogu powinny znaj-dować się pliki w formacie JPG, przechowujące oryginalne obrazy otrzymane z kamery.

Z każdym plikiem graficznym związany jest plik XML o tej samej nazwie i rozszerze-niu *.xml, przechowujący dane o ręcznie ustawionym położerozszerze-niu referencyjnego wzorca otworu. Kliknięcie na przycisk ’Rozpoznawanie obrazu’ lub na nazwę pliku powoduje uruchomienie algorytmu rozpoznawania obrazu i przedstawienie otrzymanych wyników

Rysunek 7.1: Okno główne programu służącego do testowania algorytmów rozpoznawa-nia otworów oraz statystycznej analizy otrzymanych wyników.

w prawej części okna. Wciśnięcie przycisku ’Rozp. wszystkich otw.’ uruchamia procedu-rę analizy wszystkich zdjęć znajdujących się w wskazanym katalogu. Otrzymane wyniki zapisywane są do pliku XML o nazwie ’DaneStat.stat’. Dane umieszczone w tym pliku wykorzystywane są następnie do przygotowania analizy statystycznej.

Procedura testowania algorytmów przetwarzania obrazu wygląda następująco:

1. Wybieramy dany zestaw zdjęć

2. Dla danego zestawu zdjęć przygotowujemy wzorzec otworu oraz ustawiamy para-metry rozpoznawania obrazu: ustalenie rozmiaru wzorca otworu, parapara-metry wstęp-nego szukania otworu, parametry dopasowania wzorca strukturalwstęp-nego, parametry algorytmów szukania punktów krawędziowych otworu na podstawie zarejestrowa-nych przekrojów obrazu, parametry algorytmu dopasowania wzorca otworu do znalezionych punktów krawędziowych.

3. Uruchamiamy procedurę przetwarzania obrazu dla wszystkich zdjęć z danej serii danych. Otrzymane położenie otworu porównywane jest z zapamiętanym dla da-nego zdjęcia położeniem referencyjnym. Wyniki porównania dla całej serii zdjęć zapamiętywane są w pliku z rozszerzeniem *.stat.

4. Zmieniamy parametry algorytmów przetwarzania obrazu (te, których wpływ na jakość przetwarzania obrazu chcemy badać) i ponownie wywołujemy rozpoznawa-nie otworów dla wszystkich zdjęć. Otrzymane wyniki zapisujemy w pliku *.stat.

5. Na koniec tworzymy zestawienie otrzymanych wyników w celu zobrazowania wpły-wu danego parametru lub etapu rozpoznawania otworu na dokładność całego pro-cesu. Zestawienie danych z kilku serii pomiarowych przechowywane jest w pliku XML o rozszerzeniu *.zest.

Podczas rejestracji zdjęć nie zapamiętano położenia kamery względem obserwowa-nej powierzchni sita, jak również nie zarejestrowano parametrów wewnętrznych układu

Podczas rejestracji zdjęć nie zapamiętano położenia kamery względem obserwowa-nej powierzchni sita, jak również nie zarejestrowano parametrów wewnętrznych układu

W dokumencie System wizyjny sterujący zrobotyzowanym stanowiskiem spawania otworów (Stron 137-0)