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Visión Artificial

Visión artificial

Una breve introducción a la visión artificial dentro de la industria

Posted by Kevin Murillo on Sep 2, 2019 10:04:42 AM

La visión artificial o visión por computador, es considerada un “proceso inteligente” que permite realizar una acción de forma automatizada y llegar a asumir tareas que dependen de la adquisición, procesamiento, análisis y percepción de imágenes captadas del mundo físico. Los sistemas que involucran esta tecnología, son empleados para una amplia diversidad de aplicaciones industriales y no industriales, en donde la combinación de hardware y software se complementan para adaptarse a condiciones de trabajo específicas.

Describiendo técnicamente, los sistemas de visión artificial se basan en sensores digitales que están protegidos dentro de cámaras industriales con óptica especializada para adquirir imágenes, de modo que el hardware y el software de la computadora (esta puede estar integrada en el dispositivo) puedan procesar, analizar y medir varias características para la toma de decisiones, para lo cual, en la industria contemporánea, es de suma importancia que los sistemas de visión se encuentren adaptados a los modos de comunicación más utilizados.

Sensores de visión vs. Sistemas de visión

Los dispositivos que son capaces de detectar acciones o estímulos externos que serán traducidos en señales (de diversos tipos: eléctricas, neumáticas, etc.) con el objetivo de actuar en consecuencia, es lo que se conoce como sensores. Si a este tipo de dispositivos se le añade la capacidad de captar imágenes a través de una cámara para que sean procesadas mediante un software para cumplir con tareas más específicas, entonces se estaría en presencia de herramientas denominadas sensores de visión.

La visión artificial o visión por computador, es considerada un “proceso inteligente” que permite realizar una acción de forma automatizada y llegar a asumir tareas que dependen de la adquisición, procesamiento, análisis y percepción de imágenes captadas del mundo físico. Los sistemas que involucran esta tecnología, son empleados para una amplia diversidad de aplicaciones industriales y no industriales, en donde la combinación de hardware y software se complementan para adaptarse a condiciones de trabajo específicas.

Describiendo técnicamente, los sistemas de visión artificial se basan en sensores digitales que están protegidos dentro de cámaras industriales con óptica especializada para adquirir imágenes, de modo que el hardware y el software de la computadora (esta puede estar integrada en el dispositivo) puedan procesar, analizar y medir varias características para la toma de decisiones, para lo cual, en la industria contemporánea, es de suma importancia que los sistemas de visión se encuentren adaptados a los modos de comunicación más utilizados.

Figura 1. Sensores de visión

La operación de los sensores de visión, se  encuentra limitada por funciones básicas construidas a partir de algoritmos que detectan la presencia de un determinado patrón, bordes de un objeto, nivel de contraste y brillo en la imagen, conteo de pixeles y hasta mediciones geométricas sencillas –estos sensores se pueden encontrar a color o monocromáticos–. Cuando los requerimientos de la aplicación sobrepasa los límites que establecen las herramientas que brindan los sensores de visión, no quiere decir que esta es inviable, sino que requiere de herramientas más robustas que se pueden hallar en los denominados sistemas de visión artificial.

Para mayor información, visitar:

https://www.cognex.com/es-mx/products/machine-vision/in-sight-2000-vision-sensors

Figura 2. Aplicación de los sistemas de visión artificial

En contraste con los sensores de visión, los sistemas de visión poseen herramientas más avanzadas capaces de realizar tareas de verificación complejas tales como reconocimiento de patrones a muy alta velocidad, lectura de códigos 1D y 2D, lectura de caracteres por medio de tecnologías OCR (“Optical Character Recognition”) y OCV (“Optical Character Verification”), entre otras; además, estos sistemas pueden ser empleados en mediciones de alta precisión en donde el ojo humano y las herramientas convencionales no satisfacen los requerimientos planteados.

De la misma manera, también existen dispositivos que ofrecen un mayor desempeño o herramientas extra, dentro de  los cuales se encuentran los perfiladores láseres, cámaras especializadas en barridos lineales y de área, sistemas de visión 3D y cámaras de ultra-alta definición, donde una sola cámara puede llegar a reemplazar la necesidad de utilizar más de un dispositivo para inspecciones múltiples o donde se requiere la inspección de un área muy grande.

Para mayor información, visitar:

https://www.cognex.com/es-mx/products/machine-vision/2d-machine-vision-systems/in-sight-9000-series

https://www.cognex.com/es-mx/products/machine-vision/3d-laser-profilers/3d-vision-systems

Seleccionar la solución adecuada de visión artificial, generalmente depende de los requisitos de la aplicación, incluyendo el entorno de desarrollo, herramientas integradas, capacidad de procesamiento y costo. En algunos casos, los sensores y sistemas de visión artificial, pueden ambos satisfacer las necesidades de una operación, no obstante, los diferentes modelos están diseñados para satisfacer diferentes requisitos de variación de precio y rendimiento.

¿Por qué utilizar visión artificial en la industria?

Muchos procesos industriales dependen de la participación directa (de forma manual) de cierto personal encargado del monitoreo de aplicaciones que involucran desde el control de calidad, hasta la clasificación de productos. De esta manera, donde la visión humana es mejor para la interpretación cualitativa de una escena compleja no estructurada, la visión artificial se destaca en la medición cuantitativa de una escena estructurada, debido a su velocidad, precisión y repetibilidad. Un sistema de visión artificial construido alrededor de la resolución y óptica de la cámara correcta puede fácilmente inspeccionar detalles de objetos demasiado pequeños para ser vistos por el ojo humano.

Los usos más comunes de la visión artificial en la industria se pueden clasificar dentro de las siguientes categorías: guiado, identificación, calibración (“gauging”) e inspección; las cuales envuelven gran cantidad de aplicaciones más específicas que dependen del tipo de proceso. En el siguiente cuadro, se exponen algunos de los objetivos que plantea la visión artificial para optimizar los procesos que forman parte de las tareas dentro de la industria:

Meta estratégica

Aplicación de los sistemas de visión

Incrementar la calidad del proceso

Inspección, medición, calibración y verificación de montaje

Aumentar la productividad

Las tareas repetitivas que antes dependían de inspección manual, ahora se realizan automáticamente a través de los sistemas de visión

Flexibilidad en la producción

Medición y calibración, guiado robótico, verificación previa de la operación

Menores tiempos de inactividad de las máquinas y de configuración de equipos

Los cambios en un proceso, se pueden programar por adelantado

Información más completa y estable, además de un control de proceso más estricto

Las tareas que eran manuales, ahora pueden proporcionar realimentación de datos y estados del proceso

Disminuir costos de producción

Un solo sistema de visión, puede asumir el papel de una o varias personas, dependiendo del tipo de tareas a realizar

Reducción de desechos

Inspección, medición, calibración

Control de inventario

Reconocimiento de caracteres e identificación, clasificación de productos

 

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