Plataforma de Visión de NI
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Por más de 30 años, National Instruments ha sido líder en medición y automatización, proporcionando poderosas plataformas flexibles de hardware y software para ingenieros y científicos alrededor del mundo. Hace más de una década, NI agregó visión artificial a su línea de productos. La plataforma de visión artificial de NI incluye hardware desde dispositivos conectados a sistemas PCI y PXI a procesamiento de imágenes en el sensor mismo con la nueva NI Smart Camera. Las opciones de software incluyen software de adquisición de imágenes para adquirir imágenes desde miles de cámaras, una librería de procesamiento de imagen de clase mundial, y una interfaz configurable para aplicaciones industriales de visión artificial.
¿Por qué Visión Artificial?
Ingenieros y científicos utilizan visión artificial en lugar de otros sensores tradicionales y herramientas de medición ya que les ofrece habilidades únicas no encontradas en muchas de las herramientas tradicionales. Considerando, por ejemplo, una banda transportadora con objetos que se mueven a 300 partes por minuto, y usted desea tomar una simple medición de ancho de los objetos transportados en la línea de producción. Con las herramientas tradicionales usted necesitará utilizar un calibrador Vernier para obtener mediciones precisas. Sin embargo, a usted no le será posible tomar las mediciones de una manera efectiva para cada pieza, por lo que necesitará muestrear y medir una pieza cada 100 unidades, dándole a su sistema 20 segundos por pieza para remover el objeto de la banda transportadora, medirla y reemplazar el artículo. También existe el riesgo de dañar el objeto mientras que el operador o el robot trate de remover y reemplazar esta pieza en a banda transportadora.
Con visión artificial, usted puede inspeccionar cada pieza en lugar de muestrear en forma aleatoria y esperando que el resto de las piezas estén bien. Debido a que las herramientas de visión artificial no son destructivas, usted puede asegurar que ninguna de sus piezas sea dañada en el proceso de medición mientras que logra mediciones de alta precisión.
Figura 1. Ejemplos de Aplicaciones de Visión Artificial
Muchas otras tareas no pueden ser realizadas efectivamente o no pueden ser realizadas del todo con sensores tradicionales. Verificar etiquetas, contar píldoras que entran a una botella, monitoreo de velocidad de balas, leer o verificar textos en empaques, leer códigos de barra de una y dos dimensiones, y muchas otras aplicaciones son tareas simples si usted cuenta con software y hardware de visión artificial lo suficientemente poderosos para realizar las mediciones. Usted puede implementar muchas otras aplicaciones utilizando herramientas tradicionales, pero la visión artificial hace que esas tareas sean mucho más fáciles. Por ejemplo, con herramientas tradicionales, usted monitorearía la condición de un tanque presurizado para irregularidades de temperatura conectando termopares en forma de arreglo sobre todo el tanque y observando cada termopar. Con visión artificial, una sola cámara infrarroja podría observar todo el tanque y podría utilizar software de visión artificial para detectar temperaturas exactas en todos los puntos del tanque en lugar de sólo hacerlo en algunos lugares del arreglo de termopares.
Hardware de Visión de NI
El hardware de visión de NI proporciona una variedad de opciones para diferentes necesidades de aplicación, todos habilitados por el mismo software flexible. Muchos ingenieros y científicos que quieren incluir datos de visión con sus mediciones, prefieren las opciones de alta velocidad y sincronización de las tarjetas de adquisición de imágenes de NI. NI ofrece tarjetas que trabajan con buses Camera Link (el mayor ancho de banda disponible actualmente en una interfaz estándar para cámaras), IEEE 1394, GigE Visión, análogos y paralelos. Para información sobre estos buses, incluyendo las ventajas de cada uno, visite Seleccionando el Bus de Cámaras Apropiado. Para buses de PC, el hardware de visión de NI soporta PCI Express, PCI y PXI.
Figura 2. Tarjetas Plug-in para Visión
Otras opciones de NI para visión artificial incluyen dos soluciones industriales robustas- El Compact Vision System y la Smart Camera de NI. El Compact Vision System ofrece conectividad directa a más de tres cámaras IEEE 1394 y ofrece un procesador a bordo así como un FPGA (field-programmable gate array) para temporización precisa y E/S digitales personalizadas. Así como las tarjetas de adquisición de imágenes IEEE 1394 de National Instruments, el Compact Vision System de NI soporta cualquier cámara de visión que cumpla con el estándar DCAM. NI ofrece tres versiones del Compact Vision System con variaciones de memoria a bordo y velocidad de procesador. Por favor vea la página de NI Compact Vision System para más información.
Figura 3. El NI Compact Vision System (izquierda) y la NI Smart Camera, son dos soluciones industriales robustas para visión artificial de Nacional Instruments.
La segunda solución Industrial para visión artificial es la nueva NI Smart Camera. La cual combina un sensor de imagen de alta calidad CCD y un procesador PowerPC en un encapsulado robusto diseñado para uso en ambientes industriales. Las Smart Cameras son ideales para muchas aplicaciones industriales donde es muy importante que sea robusto y fácil de utilizar. Visite la página de NI Smart Camera para tutoriales con video, especificaciones y otros detalles.
Software de Visión de NI
Nacional Instruments ofrece tres productos de software para visión artificial. El software de Vision Acquisition de NI proporciona manejadores y llamadas a funciones para adquirir imágenes de miles de diferentes cámaras conectadas a tarjetas de NI, o para cámaras IEEE 1394 y GigE Vision conectadas a un puerto estándar de su PC, sistema PXI o computadora portátil. Para obtener la lista de las cámaras soportadas, visite el Asesor de Cámaras Industriales. El software de Vision Acquisition de NI está incluido con todo el hardware de visión de NI y con los otros dos productos de software, el modulo NI Vision Development y el NI Vision Builder for Automated Inspection (AI).
El modulo de Vision Development es una poderosa librería de visión artificial con funciones incluyendo detección de bordes, análisis de partículas, reconocimiento y verificación óptico de caracteres, soporte para códigos de una y dos dimensiones, reconocimiento geométrico y de patrones, y herramientas de color. Este modulo trabaja con el software NI LabVIEW y LabWindows/CVI, así como con C, C++, Microsoft Visual Basic, y Microsoft .NET. Es por esto, que usted puede agregar fácilmente visión artificial a sus aplicaciones existentes sin cambiar leguajes de programación. Usted también puede utilizar las funciones de sincronización del modulo Vision Development para sincronizarse con movimiento o mediciones de adquisición de datos.
Figura 4. Módulo de Vision Development en LabVIEW (izquierda) y NI Vision Builder AI.
Si usted no quiere programar sus aplicaciones de visión usted puede utilizar Vision Builder AI, la cual es una interfaz configurable basada en menús para visión artificial. Esta aplicación está basada en un modelo de diagrama de estados fácil de utilizar, permitiendo ramificar o ciclar basándose en los resultados de sus inspecciones. Con más de 40 poderosas funciones de visión artificial y pasos para comunicación con E/S de expansión, tales como controladores lógicos programables (PLC’s), controladores de automatización programables (PAC’s) e interfaces hombre-máquina (HMI), Vision Builder AI es un ambiente de desarrollo ideal para muchas aplicaciones industriales. Para demostraciones, documentación y una descarga gratuita del software, visite la página de NI Vision Builder AI.
Escalabilidad de Hardware
La plataforma de hardware de visión de NI va desde sistemas basados en PCI y PXI a NI Compact Vision Systems hasta al sensor mismo con la nueva NI Smart Camera. El módulo de Vision Development y Vision Builder AI soportan todo el rango de hardware. Esto significa que usted puede diseñar y hacer prototipos de sus algoritmos para visión artificial utilizando una cámara comercial de visión conectada a una tarjeta de adquisición de imágenes de NI y desplegar la misma aplicación a una NI Smart Camera con cambios mínimos a su código de LabVIEW o a su inspección de Vision Builder AI. La plataforma de hardware de visión de NI también ofrece escalabilidad si los requerimientos de su sistema cambian y usted necesita más poder de procesamiento o mayor capacidad de la que su sistema original proporciona. Usted puede cambiar simplemente a otra opción de la plataforma de hardware de visión de NI y continuar utilizando su código existente.
La marca LabWindows es usada bajo licencia de Microsoft Corporation.
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Legal
Este tutorial (este "tutorial") fue desarrollado por National Instruments (NI). Aunque el soporte técnico para este tutorial sea proporcionado por National instruments, el contenido de este tutorial puede no estar completamente verificado y probado y NI no garantiza su calidad, ni que NI continuará proporcionando soporte a este contenido en cada nueva revisión de productos y controladores relacionados. ESTE TUTORIAL ES PROPORCIONADO "COMO ES" SIN GARANTÍA DE NINGUN TIPO Y SUJETO A CIERTAS RESTRICCIONES QUE SE EXPONEN EN LOS TÉRMINOS DE USO EN NI.COM (http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/).