Introducción
Los sistemas de visión artificial han revolucionado la fabricación y la logística. Con la ayuda de la robótica, han permitido automatizar tareas industriales. Los sistemas de visión artificial pueden realizar la inspección, medición y trazado de productos.
Hoy en día existen varios tipos de sistemas de visión artificial en el mercado. Vamos a repasar cada tipo, junto con sus características y ventajas. Después de leer este artículo, tendrá una idea clara de lo que ofrecen los distintos sistemas de visión.
¿Qué es la visión artificial?
La tecnología de análisis de objetos del mundo real mediante imágenes se conoce como visión artificial. Se utiliza en la inspección automatizada, la detección de fallos y la fabricación. La visión artificial hace posible la automatización de la industria proporcionando datos en tiempo real a dispositivos de fabricación como robots, cintas transportadoras y herramientas de inspección. La visión artificial es la técnica mediante la cual la tecnología digital interactúa con el mundo real. Proporciona datos adecuados al software de control industrial para que tome las decisiones correctas.
Tipos de sistemas de visión artificial
El número de dimensiones analizadas por un sistema de visión artificial determina su categoría. A continuación analizaremos en detalle los usos y ventajas de cada sistema de visión artificial.
Sistema de visión artificial 1D
Un sistema de visión artificial unidimensional analiza una sola línea cada vez. Utiliza una cámara de barrido lineal para capturar píxeles linealmente. La visión artificial unidimensional es excelente para analizar la superficie de objetos continuos. Puede identificar desviaciones y patrones para realizar la detección de bordes y la inspección de superficies. Los sistemas de visión artificial unidimensionales son ideales para capturar datos en cintas transportadoras en movimiento. Dado que los objetos se escanean en líneas fragmentadas, no es necesario detener el movimiento de la cinta.
Sistema de escaneado 2D Area Array
Un sistema de escaneado de matriz de área 2D captura una imagen 2D del objeto con una cámara CCD o CMOS. Una matriz de píxeles representa la imagen dispuesta en un plano 2D. Los sistemas de escaneado de área proporcionan imágenes de alta resolución con mediciones precisas. Los sensores de las cámaras pueden tener entre 5 y 30 megapíxeles y varios niveles de zoom. Los escáneres 2D son eficaces en la detección de defectos, el reconocimiento de patrones y el análisis de texto. Son ideales para cintas transportadoras de movimiento lento o escaneado de objetos estacionarios.
Sistema de escaneado lineal 2D
Un sistema de escaneado lineal 2D construye una imagen capturando datos en secciones lineales. Capta la imagen mediante una cámara de escaneado lineal compuesta por una única línea de píxeles. La imagen se construye a partir de una serie de escaneados lineales mediante un software de sincronización. Son ideales para tareas de alta velocidad que requieren la captura de datos de objetos en movimiento. También son eficaces en tareas de clasificación e inspección de impresiones.
Sistema de visión artificial 3D
Un sistema de visión artificial 3D modela un objeto en tres dimensiones, informando eficazmente de sus parámetros de longitud, anchura y altura. Los sistemas de visión artificial 3D se basan en varias técnicas, como los sistemas estéreo, los sensores láser de desplazamiento, la luz estructurada y las imágenes de tiempo de vuelo.
Los sistemas estereoscópicos constan de dos cámaras que captan un objeto desde ángulos diferentes. El software de sincronización utiliza estas imágenes para construir un modelo 3D del objeto. Dicho proceso requiere resolver una tarea conocida como problema de correspondencia.
Los sensores láser de desplazamiento constan de emisores láser y cámaras. Lanza una línea de láser sobre el objeto, y el haz reflejado se analiza para modelar los atributos dimensionales.
Los escáneres de luz estructurada lanzan una rejilla de haces de luz sobre un objeto y analizan la luz reflejada con una cámara. El software procesa las perturbaciones en la imagen captada para recrear el modelo 3D del objeto.
Los sensores de tiempo de vuelo proyectan haces infrarrojos sobre un objeto y determinan la distancia midiendo el tiempo que tarda la luz en regresar. Tras varias iteraciones de este proceso, se prepara el modelo 3D.
¿Cuál es el papel de la visión artificial?
Detección de defectos
La visión artificial permite a las fábricas detectar rápidamente defectos en grandes muestras. Este tipo de cribado amplio ayuda a conservar la mano de obra para casos especiales de defectos inusuales. El software de visión artificial permite a las cadenas de montaje tomar decisiones automatizadas, como comprobaciones de pasa/no pasa, que ahorran mucho tiempo y esfuerzo de producción. Al reducir los defectos, la visión artificial ahorra tiempo, costes y recursos.
Detección y recuento de objetos
El análisis de objetos mediante visión artificial es mucho más rápido que los métodos manuales. Puede determinar la cantidad de lotes mucho más rápido y con mayor precisión que un humano. Los sistemas de visión artificial, como los escáneres de línea, son ideales para líneas de montaje de movimiento rápido para la detección y el recuento de objetos.
Medición y medición
Una de las principales ventajas de la visión artificial es la medición sin contacto. Los sistemas de visión artificial utilizan herramientas de software para analizar las dimensiones de un objeto a partir de su imagen. Por tanto, son adecuados para diseñar e inspeccionar todo tipo de piezas de trabajo. Las mediciones rápidas y eficaces permiten fabricar e inspeccionar productos con mayor rapidez, lo que aumenta el rendimiento global de la fábrica.
Posicionamiento y guiado
Los sistemas de visión artificial permiten a los robots tomar decisiones autónomas en función de su entorno. Operaciones robóticas como el picking y la colocación, la clasificación, la inspección y la navegación dependen de los sistemas de visión artificial. Además, el software de visión artificial proporciona a los robots información en tiempo real. La visión artificial ayuda a mejorar los procesos de fabricación al reconocer patrones de baja eficiencia, fallos e irregularidades.
Lectura de códigos de barras
La lectura de códigos de barras es una de las aplicaciones más populares de la visión artificial. Los sensores de escaneado de líneas pueden leer datos codificados de códigos de barras y actualizar el sistema de información. Ayuda a las fábricas a reconocer objetos, a los almacenes a catalogar sus productos y a las empresas de logística a realizar el seguimiento de sus envíos.
OCR/Reconocimiento visual
Mediante técnicas de reconocimiento óptico de caracteres, los sistemas de visión artificial extraen texto de una imagen y lo procesan en un formato legible por máquina. Beneficia enormemente a las industrias, ya que permite a los dispositivos reconocer la información impresa en los productos. El OCR ayuda a recuperar y almacenar información sobre productos, buscar imágenes, navegar con robots y gestionar inventarios.
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