Qu’est-ce que la vision NI ?

National Instruments confirme sa place de leader dans la mesure et l'automatisation depuis plus de 30 ans, en fournissant des plates-formes matérielles puissantes et des logiciels polyvalents aux ingénieurs et scientifiques du monde entier. NI a ajouté la vision industrielle à sa ligne de produits il y a plus de dix ans. La plate-forme de vision industrielle NI est composée de matériels qui vont des cartes et modules enfichables pour systèmes PCI et PXI au traitement d’images sur le capteur lui-même avec la caméra intelligente NI. Parmi les options logicielles proposées, citons un logiciel d'acquisition d'images permettant d’acquérir des images à partir de milliers de caméras, une bibliothèque de traitement d'images complète et une interface configurable pour les applications de vision industrielle.

Quel est l’intérêt de la vision industrielle ?

Ingénieurs et scientifiques utilisent la vision industrielle au lieu d'autres capteurs et outils de mesure traditionnels car elle offre des capacités uniques que ne proposent pas la plupart des instruments classiques. Imaginez par exemple, un tapis roulant avec des articles se déplaçant à la vitesse de 300 éléments par minute. Vous souhaitez prendre une simple mesure de la largeur des pièces issues de cette ligne de production. Avec des outils traditionnels, il est indispensable d’utiliser un compas pour obtenir une lecture fiable. Mais, dans les faits, il est impossible de mesurer toutes les pièces, il faut donc recourir à l’échantillonnage et mesurer toutes les 100 pièces, accordant au système 20 secondes par pièce pour extraire l’objet d’un tapis roulant, le mesurer, puis le replacer. On court également le risque d’endommager l’objet lorsque l’opérateur ou le bras robotisé tente de l’extraire et de le replacer sur le tapis roulant.

La vision industrielle permet d’inspecter chacune des pièces au lieu de se contenter d’un échantillonnage aléatoire en espérant que le reste des pièces soit correct. Étant donné que les outils de vision industrielle sont non destructifs, vous avez la garantie qu’aucune pièce ne sera endommagée dans le processus tout en effectuant des mesures extrêmement précises.

Figure n°1. Exemples d’applications de vision industrielle

De nombreuses autres tâches ne peuvent pas être exécutées efficacement ou carrément pas avec des capteurs traditionnels. Vérifier des étiquettes, compter des pilules conditionnées dans des flacons, contrôler un projectile, lire ou vérifier un texte sur un emballage, lire des codes-barres 1D ou 2D, ainsi que bien d’autres applications sont des tâches très simples lorsque l’on dispose de logiciels de vision industrielle et de matériels polyvalents suffisamment puissants pour effectuer les mesures. Il est possible de mettre en œuvre beaucoup d’autres applications en utilisant des outils traditionnels, mais la vision industrielle simplifie considérablement ces tâches. Par exemple, avec des outils traditionnels, vous contrôleriez l’état d’un réservoir sous pression en vue d’éventuelles irrégularités de la température en connectant des thermocouples dans une matrice sur toute la surface du réservoir et en observant chacun d’entre eux. Avec la vision industrielle, une caméra infrarouge pourrait surveiller l'ensemble du réservoir, et vous pourriez utiliser un logiciel de vision industrielle pour détecter les températures exactes sur tous les points du réservoir et pas seulement quelques endroits dans une matrice.

Matériels de vision NI

Les matériels de vision NI fournissent toute une variété d’options répondant aux besoins de différentes applications, tous pilotés par le même logiciel. De nombreux ingénieurs et scientifiques désireux d'inclure des données de vision à leurs mesures préfèrent les vitesses élevées et les options de synchronisation des cartes d'acquisition d'images enfichables de NI. National Instruments propose plusieurs cartes qui fonctionnent avec des bus numériques parallèles, analogiques, Camera Link (la bande passante la plus élevée actuellement disponible dans une interface de caméra standard), IEEE 1394 et GigE Vision. Pour de plus amples informations sur tous ces bus, notamment les avantages spécifiques à chacun, visitez Choisir le bus de caméra adapté. En ce qui concerne les bus PC, les matériels de vision NI supportent le PCI Express, le PCI et le PXI.

Figure n°2. Cartes d’acquisition d’images enfichables NI

Parmi les autres options de vision industrielle de NI, citons deux solutions industrielles et durcies : le NI Compact Vision System et la caméra intelligente. Le NI Compact Vision System offre une connectivité directe à trois caméras IEEE 1394 max. Par ailleurs, il présente un processeur embarqué ainsi qu’un FPGA (field-programmable gate array) pour un cadencement précis et des interfaces d’E/S numériques personnalisées. Comme les cartes d’acquisition d’images IEEE 1394 de National Instruments, le NI Compact Vision System supporte n’importe quelle caméra de vision industrielle compatible DCAM. NI propose trois versions du NI Compact Vision System avec une mémoire embarquée et une vitesse du processeur évolutives. Veuillez consulter la page NI Compact Vision System pour de plus amples informations.

       
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Figure n°3. Le NI Compact Vision System (à gauche) et la caméra intelligente NI sont deux solutions de vision industrielle durcies de National Instruments.

La deuxième solution de vision industrielle est donc la nouvelle caméra intelligente NI, qui combine un capteur d’images CCD de haute qualité et un processeur PowerPC dans un boîtier compact et durci destiné aux environnements industriels. Les caméras intelligentes conviennent tout particulièrement à bon nombre d’applications industrielles dans lesquelles la facilité d’utilisation et la robustesse sont primordiales. Visitez la page caméra intelligente NI pour visionner des tutoriaux vidéo, consulter des spécifications, et obtenir de plus amples détails.

Logiciels de vision NI

National Instruments propose trois produits logiciels dédiés à la vision industrielle. Le logiciel NI Vision Acquisition offre des drivers et des appels de fonction permettant d’acquérir des images à partir de milliers de caméras différentes connectées à des cartes d’acquisition d’images NI ou des caméras IEEE 1394 et GigE Vision connectées à un port standard sur un PC, un système PXI ou un ordinateur portable. Pour consulter une liste des caméras supportées, visitez le Guide de choix interactif des caméras industrielles. Le logiciel NI Vision Acquisition est inclus avec tous les matériels de vision NI ainsi qu’avec les deux autres produits logiciels : le module NI Vision Development et NI Vision Builder for Automated Inspection (AI).

Le Module Vision Development est une puissante bibliothèque de traitement de vision industrielle dotée de fonctions telles que la détection de contours, l’analyse de particules, la reconnaissance et la vérification de caractères optiques, le support de code 1D et 2D, la reconnaissance géométrique et de formes, et des outils de couleurs. Ce module fonctionne avec les logiciels NI LabVIEW et LabWindows™/CVI, ainsi qu’avec le C, C++, Microsoft Visual Basic et Microsoft .NET. De ce fait, il est facile d’ajouter de la vision industrielle à vos applications existantes sans pour autant modifier les langages de programmation. L’utilisateur peut également utiliser les fonctions de synchronisation du Module Vision Development pour synchroniser avec des mesures de mouvement ou d’acquisition de données.

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Figure n°4. Le Module NI Vision Development dans LabVIEW (à gauche) et NI Vision Builder AI

Si vous ne souhaitez pas programmer vos applications de vision, vous pouvez utiliser Vision Builder AI, interface configurable à menus pour la vision industrielle. Cette application s’appuie sur un modèle de diagramme d’état facile à utiliser, permettant le branchement ou le bouclage à partir des résultats de l’inspection. Grâce à plus de 40 fonctions de vision industrielle performantes et d’étapes pour communiquer avec des E/S d’extension telles que des automates programmables, des contrôleurs d'automatismes programmables et des interfaces homme-machine, Vision Builder AI est un environnement de développement idéal pour bon nombre d'applications industrielles. Pour consulter des démos et des tutoriaux, ou encore télécharger gratuitement ce logiciel, visitez la page NI Vision Builder AI.

Une évolutivité inégalée

La plate-forme matérielle de vision NI s’étend des systèmes PCI et PXI aux NI Compact Vision Systems, en passant par le capteur lui-même avec les nouvelles caméras intelligentes. Le Module Vision Development et Vision Builder AI supportent l’ensemble de cette gamme de matériels. Cela signifie qu’il est possible de concevoir et de prototyper des algorithmes de vision industrielle en utilisant une caméra de vision industrielle standard connectée à une carte d’acquisition d’images NI et de déployer cette même application sur une caméra intelligente NI en apportant un minimum de modifications au code LabVIEW ou à l’inspection Vision Builder AI. La plate-forme matérielle de vision NI offre également une évolutivité ascendante si les exigences de votre système évoluent et si vous avez besoin d’une plus grande puissance de traitement ou d’un débit plus élevé que votre plate-forme initiale ne peut fournir. Vous pouvez tout simplement opter pour une option différente au sein de la plate-forme matérielle de vision NI tout en continuant à utiliser votre code existant.

La marque LabWindows est utilisée sous licence Microsoft Corporation.

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