Інформаційно-вимірювальна система для визначення геометричних параметрів та параметрів руху промислових виробів за їх відеозображеннями
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2025-1(95)-403-410Ключові слова:
машинний зір, інформаційно-вимірювальна система, відеозображення, геометричні параметри, параметри руху, цифрова камераАнотація
У статті представлено інформаційно-вимірювальну систему для визначення геометричних параметрів та параметрів руху промислових виробів, наприклад, на каменеобробному або машинобудівному підприємстві. Запропонована система дозволяє автоматизувати процеси вимірювання геометричних параметрів та процеси контролю якості. Додаткове визначення параметрів руху виробів дозволяє програмно-алгоритмічним шляхом компенсувати динамічні похибки вимірювальної відеоінформації. Відмінною рисою запропонованої системи вимірювання геометричних параметрів та параметрів руху об’єктів є використання безконтактних вимірювань. Для побудови системи вимірювання геометричних параметрів та параметрів руху виробів застосовуються сучасні технічні та програмні засоби: цифрова відеокамера та обчислювальний модуль (персональний комп’ютер); мова програмування Python з бібліотекою для обробки зображень OpenCV. Розроблена система перед початком роботи калібрується за відеозображеннями об’єктів з відомими геометричними розмірами. Інформаційно-вимірювальна система працює в двох режимах вимірювання: ручному та автоматичному. Вимірювання, виконані за допомогою ручного режиму, виходять більш точними, порівнянно з автоматичним режимом. Також при автоматичному режимі в програмному забезпеченні додано функції нормалізації відеозображення та виставлення порогу сегментації для більш точного детектування об’єктів. Було проведено серію вимірювань у ручному та автоматичному режимах. Номінальні значення розмірів промислового виробу: довжина 60,00 мм, ширина 75,00 мм, який виготовлено з високим класом точності цих розмірів. Довірчі інтервали результатів вимірювань дорівнюють: для ручного режиму - довжина 59,68 ±0,46 мм, ширина 74,78 ±0,54 мм; для автоматичного режиму довжина 60,60 ±0.15 мм, ширина 74,95 ±0.13 мм. Запропонована система при вимірюванні геометричних параметрів промислових виробів забезпечує похибку близько (0,13–0,54) мм, що може бути достатньо для поточного контролю, але не достатньо для використання в прецизійних вимірюваннях. Основним шляхом підвищення точності до вимог прецизійних вимірювань є застосування більш досконалої цифрової камери та програмно-алгоритмічних процедур апроксимації та згладжування контурів об’єктів та параметрів руху. При цьому основною перевагою розробленої системи є автоматизація процесів вимірювання та контролю геометричних параметрів та параметрів руху промислових виробів.
Посилання
Brown, M. and Lowe, D.G. (2007), «Automatic stitching of panoramic images using invariant features», Int. J. Comput, Vol. 74, рр. 59–73.
Chen, G., Yang, K., Chen, R. and Xie, Z. (2008), «A bilateral grey ratio and natural logarithm filtering method for image processing», Chin. Opt. Lett., Vol. 6 (9), рр. 648–650.
Gonzalez, R.C., Woods, R.E. and Eddins, S.L. (2004), Digital image processing with MATLAB, 302 р.
Podchashynskyi, Y.O. (2019), Stysnennia ta peretvorennia tsyfrovyh videozobrazhen z vymiriuvalnoiu informatsieiu pro geometrychni parametry obiektiv, monografiia, ZSTU, Zhytomyr, 200 р.
Podchashynskyi, Y.O. and Shapovalova, O.O. (2014), Sposib vyznachennia geometrychnyh parametriv obiekta vymiriuvan scho ruhaiutsia, Ukrainian patent, No. 106263.
Podchashynskyi, Y.O., Shavurskyi, Y.O. and Luhovyi, O.O. (2019), Sposib vyznachennia geometrychnyh parametriv obiekta vymiriuvan scho ruhaiutsia, Ukrainian patent, No. 139726.
Korobiychuk, I., Podchashynskyi, Y., Shapovalova, O. et al. (2015), «Improving accuracy in automated systems for measuring geometric quantities from digital images», Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer International Publishing, Switzerland, Vol. 3932015, рр. 335–340, doi: 10.1007/978-3-319-23923-1_51.
Korobiychuk, I., Podchashynskyi, Y., Luhovykh, O. et al. (2020), «Theoretical estimates of the accuracy of determining the geometric parameters of objects in digital images», Advances in Intelligent Systems and Computing, AISC, Vol. 1140, рр. 289–299, doi: 10.1007/978- 3-030-40971-5_27.
Korobiychuk, I., Podchashynskyi, Y., Lugovykh, O. et al. (2017), «Algorithmic compensation of dynamic errors in video images based on measurements of geometric and motion parameters of objects», Measurement, Elsevier, рр. 66–71, doi: 10.1016/j.measurement.2017.04.009.
Python programming language, [Online], available at: https://wiki.python.org/moin/BeginnersGuide
OpenCV Library, [Online], available at: https://docs.opencv.org/4.x
Numpy Library, [Online], available at: https://numpy.org/doc/stable
Podchashynskyi, Y., Ryzhuk, A., Luhovykh, O. and Chepiuk, L. (2025), «Investigation of methods for determining key points for 3D modelling of amber samples», Journal of information systems of engineering and management, Vol. 10, No. 16, рр. 784–801, doi: 10.52783/jisem.v10i16s.2665.
Keyence, official website, [Online], available at: https://www.keyence.com/downloads/?mode=tg
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Yurii Podchashynskyi, Oksana Luhovykh, Anna Polianska, Volodymyr Nevmerzhytskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
